《信號(hào)的產(chǎn)生》PPT課件

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1、第8章信號(hào)的產(chǎn)生8.1信號(hào)源概述8.2正弦、脈沖及函數(shù)發(fā)生器8.3鎖相頻率合成信號(hào)的產(chǎn)生8.4直接數(shù)字合成技術(shù)8.5合成信號(hào)源簡(jiǎn)介8.1信號(hào)源概述信號(hào)源的作用和組成信號(hào)源的分類(lèi)正弦信號(hào)源的性能指標(biāo)8.1.1信號(hào)源在電子測(cè)量中的作用和組成1.信號(hào)源的作用信號(hào)源是能夠產(chǎn)生不同頻率、不同幅度的規(guī)則或不規(guī)則波形的信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)源的用途主要有以下三方面：☆激勵(lì)源。☆信號(hào)仿真?！顦?biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。2.信號(hào)源的組成信號(hào)輸出主振器緩沖調(diào)制輸出電源監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)框圖8.1.2信號(hào)源的分類(lèi)1.按頻率范圍大致可分為六類(lèi)：?超低頻信號(hào)發(fā)生器0.0001Hz～1000Hz；?低頻信

2、號(hào)發(fā)生器1Hz～1MHz；?視頻信號(hào)發(fā)生器20Hz～10MHz；?高頻信號(hào)發(fā)生器200KHz～30MHz；?甚高頻信號(hào)發(fā)生器30KHz～300MHz；?超高頻信號(hào)發(fā)生器300MHz以上。2.按輸出波形,大致可分為：?正弦波形發(fā)生器；?脈沖信號(hào)發(fā)生器；?函數(shù)信號(hào)發(fā)生器；?噪聲信號(hào)發(fā)生器。3.按照信號(hào)發(fā)生器的性能指標(biāo)可分為：?一般信號(hào)發(fā)生器；?標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器；8.1.3正弦信號(hào)源的性能指標(biāo)1.頻率特性（1）頻率范圍（2）頻率準(zhǔn)確度（3）頻率穩(wěn)定度2.輸出特性（1）輸出電平范圍。（2）輸出電平的頻響（3）輸出電平準(zhǔn)確度（4）輸出阻抗（5）輸出信號(hào)的非線性失真系數(shù)

3、和頻譜純度。3.調(diào)制特性調(diào)制特性的恒量指標(biāo)主要包括調(diào)制頻率，調(diào)幅系數(shù)，最大頻偏，調(diào)制線性等。1.低頻信號(hào)發(fā)生器低頻信號(hào)發(fā)生器頻率范圍一般為20Hz～20KHz，故又稱(chēng)音頻信號(hào)發(fā)生器8.2正弦、脈沖及函數(shù)發(fā)生器8.2.1正弦信號(hào)發(fā)生器主振級(jí)緩沖放大電平控制功率放大衰減器阻抗變換電平調(diào)節(jié)波段調(diào)節(jié)頻率細(xì)調(diào)電平指示低頻信號(hào)發(fā)生器組成原理2.高頻信號(hào)發(fā)生器高頻信號(hào)發(fā)生器輸出頻率范圍一般在300KHz～1GHz，大多數(shù)具有調(diào)幅，調(diào)頻及脈沖調(diào)制等功能輸出主振級(jí)波段選擇頻率細(xì)調(diào)緩沖調(diào)制級(jí)輸出級(jí)調(diào)制振蕩器監(jiān)測(cè)器外調(diào)制輸入高頻信號(hào)發(fā)生器原理框圖8.2.2脈沖信號(hào)發(fā)生器常見(jiàn)的脈

4、沖信號(hào)有矩形、鋸齒形、階梯形、鐘形和數(shù)字編碼序列等：uto（a）矩形波uto（b）鋸齒波uto（c）階梯波uto（d）鐘形脈沖uto（e）數(shù)字編碼序列常見(jiàn)的脈沖信號(hào)脈沖發(fā)生器的分類(lèi)（根據(jù)用途和產(chǎn)生脈沖的方法）：通用脈沖發(fā)生器、快速（廣譜）脈沖發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、數(shù)字可編程脈沖發(fā)生器及特種脈沖發(fā)生器等。1.通用脈沖發(fā)生器通用脈沖發(fā)生器能夠滿足一般測(cè)試的要求，能夠調(diào)節(jié)脈沖重復(fù)頻率、脈沖寬度、輸出幅度及極性等。輸出脈寬，上升/下降沿控制主振級(jí)同步放大延時(shí)級(jí)脈沖形成輸出級(jí)同步脈沖輸出外同步觸發(fā)輸入外觸發(fā)同步脈沖輸出脈沖信號(hào)發(fā)生器組成原理2.快速（廣譜）脈沖發(fā)生器在

5、時(shí)域測(cè)試中，快速脈沖信號(hào)發(fā)生器用來(lái)提供廣譜的激勵(lì)信號(hào)，尤其在微波網(wǎng)絡(luò)、寬帶元器件的時(shí)域測(cè)試中，脈沖信號(hào)發(fā)生器相當(dāng)于頻域測(cè)試中的掃頻信號(hào)源?？焖倜}沖信號(hào)的產(chǎn)生技術(shù)主要有：水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器、雪崩晶體管脈沖發(fā)生器、階躍恢復(fù)二極管脈沖發(fā)生器以及隧道二極管脈沖發(fā)生器等。VDRCROKRL水銀開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生器原理50mV/DIV×30dB1ns/DIV(a)0-40dB0123GHz(b)過(guò)度持續(xù)時(shí)間為1ns的脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜50mV/DIV100ps/DIV(a)0-40dB0102030GHz(b)隧道二極管脈沖發(fā)生器前沿及其頻譜例如一個(gè)前沿上升時(shí)間為1ns

6、的脈沖，其可用頻譜分量為1GHz，而隧道二極管脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖前沿上升時(shí)間快達(dá)15ps，則其可用頻譜可以高達(dá)30GHz。8.2.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1.多波形信號(hào)發(fā)生原理⑴方波三角波發(fā)生器C雙穩(wěn)態(tài)電路VC2V2VC1AWRU1I1U2B方波、三角波發(fā)生器原理框圖V1設(shè)充放電電流為I，輸出三角波的頻率為fsc，則：⑵正弦波形成電路utiustusct分段折線逼近波形綜合其電路實(shí)現(xiàn)原理如下圖所示。分段逼近波形綜合電路+E-ER0R1R2R3R4R5R6R1AR2AR3AR4AR5AR6AR7AR7BR6BR5BR4BR3BR2BR1BViVoD1AD1BD2A

7、D3AD4AD5AD6AD2BD3BD4BD5BD6B⑶鋸齒波形成電路ut（a）ut（b）tu（c）tu（d）鋸齒波的獲得原理鋸齒波可以通過(guò)方波與三角波而獲得，將下圖中（a）所示三角波與圖（b）所示方波直接疊加就可得到圖（c）所示的交錯(cuò)鋸齒波，再經(jīng)過(guò)全波整流，就得到了圖（d）所示的鋸齒波。2.函數(shù)發(fā)生器的性能和組成函數(shù)發(fā)生器能輸出方波，三角波，鋸齒波，正弦波等波形，具有較寬的頻率范圍（0.1Hz～幾十MHz）及較穩(wěn)定的頻率。頻率控制網(wǎng)絡(luò)三角波緩沖器正弦波綜合及緩沖正恒流源負(fù)恒流源比較器方波緩沖器外部頻率控制函數(shù)選擇及其它波形產(chǎn)生輸出放大輸出濾波直流補(bǔ)償積分

8、電路函數(shù)發(fā)生器基本組成原理8.3鎖相頻率合成信號(hào)的產(chǎn)生頻率合成原理