課題第三章信號源概括正弦信號源（一）教課目的知識與能力：1．掌握信號源的定義、種類。2．掌握正弦信號發生器的主要技術特征：頻次特征、輸出特征和調制特征。過程與方法：經過察看和解說，掌握信號源的特征感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點正弦信號發生器的主要技術特征教課難點新講課概括信號源種類：（1）按性能指標分類一般訊號發生器：用于對輸出信號的頻次、幅度的正確度和穩固度以及波形失真等要求不高的場合。標準信號發生器：要求輸出信號的頻次、幅度、調制系數等在必定范圍內連續可調，而且讀數正確、穩固，障蔽優秀。（2）按輸出波形分類正弦信號發生器和非正弦信號發生器。非正弦發生器又包含：脈沖信號發生器、函數信號發生器、掃頻信號發生器、數字序列信號發生器、圖形信號發生器、噪聲信號發生器等。正弦信號源正弦信號發生器的主要技術特征1．頻次特征1）有效頻次范圍定義：各項指標都能獲取保證的輸出信號的頻次范圍。在有效頻次范圍內，頻次調理能夠是連續的，也能夠是失散的。當頻次范圍很寬時，常區分為若干頻段。（2）頻次正確度定義：輸出頻次的實質值與顯示器或頻次刻度盤的示值之間的相對偏差。要求：用刻度盤讀數的信號發生器，其頻次正確度在（1~10%）的范圍內；標準信號發生器優于1；合成信號發生器優于10-6。3）頻次穩固度定義：在一準時間內保持其輸出信號頻次不變得能力。表示：用必定的時間內的相對頻次偏移。要求：比頻次正確度高1～2個數目級。2．輸出特征1）輸出電平定義：輸出信號幅度的有效值范圍（有很寬的調理范圍）。表示：可用絕對電平（Ｖ，mV，V）或相對電平（dB）。2）輸出電平的正確度輸出電平的實質值與顯示器的顯示值之間的相對偏差，一般在（3%~10%）范圍內。3）輸出阻抗輸出阻抗視信號發生器的種類不一樣而異。低頻信號發生器：電壓輸出端的輸出阻抗一般為600Ω），功率輸出端依輸出般配變壓器的設計而定，往常有50150、600和5k等檔。

（或、75

1k、高頻信號發生器：一般僅有50或75檔。3．調制特征（1）調制信號調制信號能夠由內調制振蕩器產生，也能夠由外面輸入。調制信號的頻次能夠是固定的，也能夠是連續調理的。2）調制系數的有效范圍定義：各項指標都能獲取保證的調制系數的范圍。調幅時：調制系數一般為（0~80）；調頻時：頻偏不小于75kHz。練習習題小結1．信號源的定義：是為電子丈量供給切合必定技術要求的電信號的設施，是電子丈量中最基本、使用最寬泛的電子儀器之一。2．信號源種類：（1）按性能指標分類：一般訊號發生器和標準信號發生器。（2）按輸出波形分類：正弦信號發生器和非正弦信號發生器。非正弦發生器又包含：脈沖信號發生器、函數信號發生器、掃頻信號發生器、數字序列信號發生器、圖形信號發生器、噪聲信號發生器等。3．正弦信號發生器的主要技術特征包含頻次特征、輸出特征和調制特征。部署作業習題課題正弦信號源（二）教課目的知識與能力：掌握低頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。過程與方法：經過察看和解說，掌握低頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點低頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。教課難點低頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。新講課低頻信號發生器定義：用來產生1Hz~1MHz的低頻正弦信號。用途：模擬電子線路與系統的設計、測試和維修；高頻信號發生器的外調信號源。1．低頻信號發生器的主要指標頻次范圍：1Hz~1MHz連續可調；頻次穩固度：（~2）；輸出電壓：0~10V連續可調；輸出功率：（~5）W連續可調；非線性失真：（~1）；輸出阻抗一般有50、75、150、600和5k等檔。2．低頻信號發生器的基本構成原理構成框圖以下列圖所示。1）主振器（主要零件）作用：產生低頻的正弦波信號，并實現頻次調理功能。構成：文氏電橋振蕩器，以下列圖是文氏電橋振蕩器的原理電路。圖中R1、C1、R2、C2構成正反應網絡，負溫度系數熱敏電阻Rt和電阻Rf構成負反應支路，兩者共同構成構成文氏電橋。文氏電橋和放大器構成的反應環路稱為文氏電橋振蕩。一般取R1=R2=R，C1=C2=C。當知足振幅均衡條件和相位均衡條件時，振蕩器的輸出頻次為f0

12πRC熱敏電阻Rt擁有穩幅作用。電路中頻次粗調（頻段變換）和細調分別經過改變雙連電位器和雙連電容器實現。（2）電壓放大器和功率放大器電壓放大器作用：放大主振級產生的振蕩信號，知足信號發生器對輸出信號幅度的要求，并將振蕩器與功率輸出器隔絕，防備因輸出負載變化而影響振蕩頻次的穩固。功率放大器作用：供給足夠的輸出功率。要求放大器的頻次特征好，非線性失真小。（3）衰減器和般配器衰減器的作用：調理輸出電壓使之達到所需要的值。采納連續衰減器和步級衰減器配合進行衰減。下列圖所示電路就是一個步級衰減器電路，其衰減倍數為1（0dB）、10（20dB）、100（40dB）、1000（60dB）和10000（80dB）五種。般配器（變壓器）作用：使輸出端連結不一樣的負載時都獲取最大的輸出功率。注意：在低頻段（20Hz~2kHz）和高頻段（2~20kHz）采納不一樣的般配變壓器。4）檢測電壓表作用：監測振蕩器輸出電壓的大小，監測輸出功率。3．XD1型低頻信號發生器XD1型低頻信號發生器產生從1Hz~1MHz非線性失真很小的正弦波信號，有電壓輸出和功率輸出兩檔。1）主要技術性能2）使用方法XD1型低頻信號發生器面板裝置如圖。①頻次選擇依據所需頻段按下“頻次范圍”按鍵，而后再用按鍵開關上邊的“頻次調理”1，2，3旋鈕依據十進制進行細調。②電壓輸出用電纜直接從“電壓輸出”插口引出。經過調理輸出衰減開關和輸出細調旋鈕，能夠獲取非線性失真小（＜）、信噪比較高的小電壓輸出（＜200V）。最大輸出電壓5V。將板右邊“內負載”鍵按下，接通內負載。③功率輸出將功率開關按下，用電纜直接從功率輸出插口引出。為了獲取大功率輸出，應試慮阻抗般配。當負載為高阻抗，且輸出頻次湊近10Hz或幾百千赫時，應將面板右邊“內負載”鍵按下，接通內負載。④過載保護剛開機時，過載保護指示燈亮，約5~6s后熄滅，表示進入工作狀態。若負載阻抗小，過載指示燈會再次閃亮，此時應加大負載阻抗值（即減少負載），使燈熄滅。⑤溝通電壓表該電壓表可進行“內測”與“外測”。撥向“外測”時，它作為一般溝通電壓表丈量外面電壓；當撥向“內測”時，它作為信號發生器輸出指示。練習習題小結1．低頻信號發生器：用來產生1Hz~1MHz的低頻正弦信號。這類信號在模擬電子線路與系統的設計、測試和維修中獲取寬泛的應用，也可用作高頻信號發生器的外調信號源。2．低頻信號發生器的基本構成主要包含主振器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器（功率放大器）、阻抗變換器（輸出變壓器）和檢測電壓表。部署作業習題課題正弦信號源（三）教課目的知識與能力：1．掌握高頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。2．認識XD1型低頻信號發生器和XFG-7主要技術特征和使用方法過程與方法：經過察看和解說，掌握高頻信號發生器主要技術指標、基本組成原理感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點高頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。教課難點高頻信號發生器主要技術指標、基本構成原理。新講課高頻信號發生器用途：向各樣高頻電子設施和電路供給高頻信號能量或高頻標準信號。1．主要性能指標2．基本構成原理初期的原理框圖以下列圖所示。弊端：沒有調頻功能；調制級的輸入阻抗低，易造成主振級頻次不穩和產生寄生調頻。現代的高頻信號發生器構成框圖以下列圖。（1）主振級作用：產生擁有必定頻次調理范圍的高頻正弦波信號。發生器的頻次特征由主振級決定。電路構成：電感反應或變壓器反應的單管振蕩電路或雙管推挽振蕩電路（保證較高的頻次穩固度）。（2）放大及調制器作用：放大主振級輸出的高頻信號，在輸出級間起隔絕作用（所以也叫緩沖放大器）以提升振蕩頻次的穩固性；調幅信號的調幅器，使高頻信號發生器能輸出調頻信號。（3）調制信號發生器內調制信號：由簡單的LC振蕩器或RC振蕩器產生，頻次一般為400Hz和1000Hz兩種。外調制信號：經過面板接線柱輸入。（4）輸出級電路作用：放大、衰減及調制輸出信號，使輸出電平有足夠的調理范圍；濾出不需要的頻次重量；保證輸出端有固定的輸出阻抗（50）。構成：放大器、濾波器和粗、細衰減器等。要求：輸出電平既能步級衰減，又能連續調理。（5）可變電抗器可變電抗器與主振級的諧振電路耦合，使主振級產生調頻信號。采納變容二極管調頻電路。3．XFG-7型高頻信號發生器XFG-7（舊型號×C-2）型是一種應用比較廣的高頻信號發生器，一般作為接受調整與測試及高頻信號源使用。主要技術指標（見書）。4．QF1050型標準信號發生器QF1050型主要技術性能（見書）。練習習題小結1．高頻信號發生器：主要用來向各樣高頻電子設施和電路供給高頻信號能量或高頻標準信號，以便測試其電器性能。2．高頻信號發生器構成：主振級、調制級、內調制振蕩器、輸出級、調制度指標、輸出載波電壓指示等構成。部署作業習題課題正弦信號源（四）教課目的知識與能力：1．掌握合成信號發生器定義、長處、核心、合成方法。2．掌握鎖相環的構成及電路形式。過程與方法：經過察看和解說，掌握合成信號發生器感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點合成信號發生器定義、長處、核心、合成方法教課難點鎖相環的構成及電路形式新講課正弦信號源合成信號發生器定義：用頻次合成器取代信號發生器的主振器。長處：有優秀的輸出特征和調制特征；擁有頻次合成器的高穩固度、高分辨力，同時輸出信號的頻次、電平、調制深度等均可程控。核心：頻次合成器：把一個（或少量幾個）高穩固度頻次源fs經過加、減、乘、除及組合運算，產生在必定頻次范圍內擁有必定頻次間隔的一系列失散頻次。頻次合成方法：直接合成法和間接合成法直接合成法：變換速度快，頻譜純度高，但需要眾多的混頻器、分頻器和濾波器，因此顯得粗笨。間接合成法（又稱鎖相合成法）：經過鎖相環來達成頻次加、減、乘、除及其組合運算，產生在必定頻次范圍內擁有濾波作用，其通帶能夠做得很窄，而且中心頻次易調，又能自動追蹤輸入頻次，有益于簡化構造、降低成本，便于集成。鎖相：自動實現相位同步。鎖相環：能達成兩個電信號相位同步的自動控制系統。基本鎖相環構成：由鑒相器（PD）、低通濾波器（LPF）、壓控振蕩器（VCO）。以下圖。鑒相器：相位比較裝置，它將輸入信號ui(t)和輸出信號uo(t)的相位進行比較，其輸出是與兩信號的相位差成正比率的偏差電壓u(t)。低通濾波器：濾出偏差電壓u(t)中的高頻重量和噪聲。壓控振蕩器：接受濾波器輸出電壓uf(t)的控制，使其振蕩器頻次向輸入信號頻次湊近，直至鎖定。環路鎖定后，VCO的振蕩頻次等于輸入信號頻次，VCO的相位與輸入信號相位同樣或相差某一個常數。所以，當環路鎖準時，鑒相器PD的輸出電壓是一個直流電壓。頻次合成器種類：倍頻器鎖相環、分頻式鎖相環、混頻式鎖相環和組合式鎖相環，分別以下圖。圖（d）能在71~MHz的頻次范圍內產生300個輸出頻次，最小間隔為100kHz。練習習題小結1．合成信號發生器定義：用頻次合成器取代信號發生器的主振器。長處：有優秀的輸出特征和調制特征；擁有頻次合成的高穩固度、高分辨力，同時輸出信號的頻次、電平、調制深度等均可程控。核心：頻次合成器：把一個（或少量幾個）高穩固度頻次源fs經過加、減、乘、除及組合運算，產生在必定頻次范圍內擁有必定頻次間隔的一系列失散頻次。頻次合成方法：直接合成法和間接合成法2．頻次合成器種類：倍頻器鎖相環、分頻式鎖相環、混頻式鎖相環和組合式鎖相環。部署作業習題課題正弦信號源（五）教課目的知識與能力：認識PQ12型頻次合成器的構成原理過程與方法：經過察看和解說，認識PQ12型頻次合成器的構成原理感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點PQ12型頻次合成器的構成原理教課難點PQ12型頻次合成器的構成原理新講課下邊介紹PQ12型頻次合成器。（1）主要技術指標（見書）（2）構成原理PO12型頻次合成器的構成原理以下圖。由圖能夠看出，它是由基準頻次發生器、內插振蕩器（頻次20~21MHz）、七級十進鎖相合成單元（末一級十進合成單元少一個固定的十進分頻電路）、倍頻器、輸出混頻器、輸出放大器和輸出衰減器等構成。單元①：由石英晶體振蕩器產生5MHz頻次信號，經倍頻或分頻后分別輸出100kHz、2MHz、15MHz、100MHz的基準頻次。單元②：由六個同樣的合成單元相串連，達成“×10Hz”、“×Hz”、“×1kHz”、“×10kHz”、“×100kHz”、“×1MHz”位的頻次合成。每一個合成單元的構成都同樣。單元③：達成“×10MHz”位的頻次合成。單元④：一個10倍頻鎖相環。將前一單元送來的20~21MHz頻次倍乘到200~210MHz。單元⑤：一個10倍頻電路。將前一單元送來的頻次信號倍增至~信號。

200~210MHz單元⑥：將單元①送來的

100MHz基準頻次信號經過倍頻器倍頻后在由帶通濾波器選用、、、、GHz的五個頻次的信號。單元⑦：該單元內部由微波混頻、寬帶放大和衰減器三部分組成。來自單元⑤的~信號分別與單元⑥的、、、、GHz的信號在混頻器中混頻，取其差頻重量，經低通濾波器輸出500MHz以下的合成頻率信號。此信號經寬帶放大器和自動增益電路，保證獲取平展的輸出頻次響應。衰減器可在70dB范圍內改變輸出電平。單元⑧：一個可連續變化的內插振蕩器。既可連續改變頻次，又可作掃頻之用。它可在100MHz位以下隨意插入。練習習題小結基本鎖相環的構成：鑒相器（PD）、低通濾波器（LPF）、壓控振蕩器（VCO）構成。部署作業習題課題函數發生器（一）教課目的知識與能力：理解函數發生器定義，構成方案。過程與方法：經過察看和解說，理解函數發生器定義，構成方案。感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點理解函數發生器定義，構成方案。教課難點理解函數發生器定義，構成方案。新講課函數發生器概括函數發生器：輸出正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形的信號源。有的擁有調制功能，進行調幅、調相、脈沖調制和VCO控制。寬的頻次范圍（從幾赫到幾十兆赫）。函數發生器的構成方案產生信號的方法：（1）（施密特電路）方波三角波和正弦波。（2）正弦波方波和三角波。（3）三角波方波和正弦波。1．由方波產生三角波、正弦波的方案下列圖所示為函數發生器構成方案之一。工作過程：雙穩態觸發器產生方波信號；用積分器將方波信號變為三角波信號；用函數變換網絡（如二極管整形網絡）將三角波信號變換成正弦波信號；各樣信號經過各自獨立的輸出電路同時輸出，或經過同一的輸出電路，用開關變換。（1）方波—三角波變換原理函數發生器中常用的方波—三角波變換原理以下圖（由積分器和比較器實現）。工作原理：u1>0u2線性降落降落到等于參照電平Er2，電壓比較器使雙穩態觸發器翻轉，u1<0，u2將線性上漲上漲到等于參照電平Er1，電壓比較器1使雙穩態觸發器又返回本來狀態，達成一個循環周期。雙穩態觸發器輸出端：方波信號；積分器輸出端：三角波信號。其振蕩波形如圖（b）。練習習題小結1．函數發生器：一種能夠輸出正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形的信號源。有的函數發生器還擁有調制功能，能夠進行調幅、調相、脈沖調制和VCO控制。2．產生信號的方法：（1）用施密特電路產生方波，而后經變換獲取三角波和正弦波。（2）先產生正弦波再獲取方波和三角波。（3）先產生三角波再變換為方波和正弦波。部署作業習題課題函數發生器（二）教課目的知識與能力：掌握函數方生器構成方案，波形變換原理過程與方法：經過察看和解說，函數方生器構成方案，波形變換原理感情、態度與價值觀：培育學生的謹慎的科學態度教課要點函數方生器構成方案，波形變換原理教課難點函數方生器構成方案，波形變換原理新講課（2）三角波—正弦波變換原理實現：函數變換網絡（利用分段迫近法實現波形變換）所示。

，以下列圖此中（a）是輸入—輸出特征曲線；（b）輸入信號；（c）輸出信號。折線的段數越多，電路的輸出波形越湊近正弦波。下列圖為實質的正弦波形成網絡。電路頂用二極管的通斷達成轉折，直流穩壓電壓和電阻供給適合的偏壓用以控制轉折點的地點。一對二極管可獲取6段折線，由這類正弦波形成網絡所獲取的正弦信號失真小，用5對二極管時可小于1，用6對時，可小于