文档介绍：任务八信号发生器的使用
信号发生器又称信号源或振荡器,是用来产生振荡信号的一种仪器,为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号,并且信号的特征参数完全可控。所谓可控信号特征,主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。随着科技的发展,信号发生器在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
一、信号发生器的种类
信号发生器的种类很多,性能参数也各不相同。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器;按输出波形的不同可分为函数信号发生器和随机信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。
1、低频信号发生器
低频信号发生器是产生低频正弦信号的信号源,在音频设备的生产、调试和维修等场合得到了广泛的应用,低频信号发生器能产生频率范围在20Hz~200000Hz以内(也有频率更宽的1Hz~1MHz的低频信号发生器),输出一定电压和功率的正弦波信号。如图8-1所示为CA1634型低频信号发生器的外观图,可产生20 Hz到2MHz信号到。如图8-2所示为RAG-101型低频信号发生器的外观图,可产生10 Hz到1 MHz信号。
2、高频信号发生器
频率为100 kHz~30 MHz的高频、30~300 MHz的甚高频信号发生器。一般采用LC调谐式振荡器,频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。主要用途是测量各种接收机的技术指标。输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频,使输出载频电压能够衰减到1微伏以下。如图8-3所示为RSG-17型高频信号发生器的外观图,可产后100 kHz~150 MHz的信号。
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3、函数发生器
又称波形发生器。它能产生某些特定的周期性时间函数波形(主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号。频率范围可从几毫赫甚至几微赫的超低频直到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。如图8-4所示为 DG1022u 20MHz的函数发生器外观图。
4、随机信号发生器
随机信号发生器分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。如图8-5所示为随机信号发生器的外观图。噪声信号发生器的主要用途为:在待测系统中引入一个随机信号,以模拟实际工作条件中的噪声而测定系统的性能;外加一个已知噪声信号与系统内部噪声相比较以测定噪声系数;用随机信号代替正弦或脉冲信号,以测试系统的动态特性。
当用噪声信号进行相关函数测量时,若平均测量时间不够长,会出现统计性误差,可用伪随机信号发生器。当二进制编码信号的脉冲宽度墹T足够小,且一个码周期所含墹T数N很大时,则在低于fb=1/墹T的频带内信号频谱的幅度均匀,称为伪随机信号。只要所取的测量时间等于这种编码信号周期的整数倍,便不会引入统计性误差。二进码信号还能提供相关测量中所需的时间延迟。伪随机编码信号发生器由带有反馈环路的n级移位寄存器组成,所产生的码长为N=2-1。
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图8-5 随机信号发生器
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5、扫频和程控信号发生器
扫频信号发生器又称扫频仪,如图8-6所示扫频信号发生器为的外观图。能够产生幅度恒定、频率在限定范围内作线性变化的信号。在高频和甚高频段用低频扫描电压或电流控制振荡回路元件(如变容管或磁芯线圈)来实现扫频振荡;在微波段早期采用电压调谐扫频,用改变返波管螺旋线电极的直流电压来改变振荡频率,后来广泛采用磁调谐扫频,以YIG铁氧体小球作微波固体振荡器的调谐回路,用扫描电流控制直流磁场改变小球的谐振频率。扫频信号发生器有自动扫频、手控、程控和远控等工作方式。
图8-6 扫频信号发生器
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6、标准信号发生器频率合成式信号发生器
如图8-7所示为标准信号发生器的外观图。这种发生器的信号不是由振荡器直接产生,而是以高稳定度石英振荡器作为标准频率源,利用频率合成技术形成所需之任意频率的信号,具有与标准频率源相同的频率准确度和稳定度。输出信号频率通常可按十进位数字选择,最高能达11位数字的极高分辨力。频率除用手动选择外