【资讯】信号发生器的工作原理分类作用等内容归纳支腿

2020-10-17 03:29

信号发生器也称信号源,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,实际应用到的信号形式越来越多,越来越复杂,频率也越来越高,所以信号发生器的种类也越来越多,同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。下面小编来为大家介绍一下信号发生器的工作原理、分类、作用、基本操作、使用注意事项、信号发生器的选择方法。

信号发生器的工作原理

1、信号发生器用来产生频率为20Hz~200kHz的正弦信号(低频),除具有电压输出外,有的还有功率输出,所以用途十分广泛,可用于测试或检修各种电子仪器设备中的低频放大器的频率特性、增益、通频带,也可用作高频信号发生器的外调制信号源,另外,在校准电子电压表时,它可提供交流信号电压。低频信号发生器的原理:系统包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器(输出变压器)和指示电压表。

2、主振级产生低频正弦振荡信号,经电压放大器放大,达到电压输出幅度的要求,经输出衰减器可直接输出电压,用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。

信号发生器的分类

1、正弦信号发生器

正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;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。

2、低频信号发生器

包括音频(200~20000赫)和视频(1赫~10兆赫)范围的正弦波发生器。主振级一般用RC式振荡器,也可用差频振荡器。为便于测试系统的频率特性,要求输出幅频特性平和波形失真小。

3、高频信号发生器

频率为 100千赫~30兆赫的高频、30~300兆赫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,高频信号发生器的输出信号电平能准确读数,所加的调幅度或频偏也能用电表读出。此外,仪器还有防止信号泄漏的良好屏蔽。

4、微波信号发生器

从分米波直到毫米波波段的信号发生器,信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生,但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势,仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率,每台可覆盖一个倍频程左右,由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上,简易信号源只要求能加1000赫方波调幅,而标准信号发生器则能将输出基准电平调节到1毫瓦,再从后随衰减器读出信号电平的分贝毫瓦值;还必须有内部或外加矩形脉冲调幅,以便测试雷达等接收机。

5、扫频和程控信号发生器

扫频信号发生器能够产生幅度恒定、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。

6、频率合成式信号发生器

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还可程控和远控,也可进行步级式扫频,适用于自动测试系统。直接式频率合成器由晶体振荡、加法、乘法、滤波和放大等电路组成,变换频率迅速但电路复杂,最高输出频率只能达1000兆赫左右。用得较多的间接式频率合成器是利用标准频率源通过锁相环控制电调谐振荡器(在环路中同时能实现倍频、分频和混频),使之产生并输出各种所需频率的信号。这种合成器的最高频率可达26.5吉赫。高稳定度和高分辨力的频率合成器,配上多种调制功能(调幅、调频和调相),加上放大、稳幅和衰减等电路,便构成一种新型的高性能、可程控的合成式信号发生器,还可作为锁相式扫频发生器。

7、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。图2为产生上述波形的方法之一,将积分电路与某种带有回滞特性的阈值开关电路(如施米特触发器)相连成环路,积分器能将方波积分成三角波。施米特电路又能使三角波上升到某一阈值或下降到另一阈值时发生跃变而形成方波,频率除能随积分器中的RC值的变化而改变外,还能用外加电压控制两个阈值而改变。将三角波另行加到由很多不同偏置二极管组成的整形网络,形成许多不同斜度的折线段,便可形成正弦波。另一种构成方式是用频率合成器产生正弦波,再对它多次放大、削波而形成方波,再将方波积分成三角波和正、负斜率的锯齿波等。对这些函数发生器的频率都可电控、程控、锁定和扫频,仪器除工作于连续波状态外,还能按键控、门控或触发等方式工作。

8、脉冲信号发生器

产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器,可用以测试线性系统的瞬态响应,或用模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。脉冲发生器主要由主控振荡器、延时级、脉冲形成级、输出级和衰减器等组成。主控振荡器通常为多谐振荡器之类的电路,除能自激振荡外,主要按触发方式工作。通常在外加触发信号之后首先输出一个前置触发脉冲,以便提前触发示波器等观测仪器,然后再经过一段可调节的延迟时间才输出主信号脉冲,其宽度可以调节。有的能输出成对的主脉冲,有的能分两路分别输出不同延迟的主脉冲。

9、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。

10、噪声信号发生器

完全随机性信号是在工作频带内具有均匀频谱的白噪声。常用的白噪声发生器主要有:工作于1000兆赫以下同轴线系统的饱和二极管式白噪声发生器;用于微波波导系统的气体放电管式白噪声发生器;利用晶体二极管反向电流中噪声的固态噪声源(可工作在18吉赫以下整个频段内)等。噪声发生器输出的强度必须已知,通常用其输出噪声功率超过电阻热噪声的分贝数(称为超噪比)或用其噪声温度来表示。噪声信号发生器主要用途是:①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;②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;③用随机信号代替正弦或脉冲信号,以测试系统的动态特性。例如,用白噪声作为输入信号而测出网络的输出信号与输入信号的互相关函数,便可得到这一网络的冲激响应函数。

11、伪随机信号发生器

用白噪声信号进行相关函数测量时,若平均测量时间不够长,则会出现统计性误差,这可用伪随机信号来解决。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。

信号发生器的作用

信信号调制功能:信号调制是指被调制信号中,幅度、相位或频率变化把低频信息嵌入到高频的载波信号中,得到的信号可以传送从语音、到数据、到视频的任何信号。信号调制可分为模拟调制和数字调制两种,其中模拟调制,如幅度调制(AM)和频率调制(FM)最常用于广播通信中,而数字调制基于两种状态,允许信号表示二进制数据。

信号发生器的基本操作 

1、将电源线接入220V,50HZ交流电源上,应注意三芯电源插座的地线脚应与大地妥善接好,避免干扰; 

2、开机前应把面板上各输出旋扭旋至最小;

3、为了得到足够的频率稳定度,需预热;

4、频率调节:按下相应的按键,然后再调节至所需要的频率; 

5、波形转换:根据需要波形种类,按下相应的波形键位,波形选择键是:正弦波、矩形波、尖脉冲、TTL电平;

6、幅度调节:正弦波与脉冲波幅度分别由正弦波幅度和脉冲波幅度调节,不要作人为的频繁短路实验;

7、输出选择:根据需要选择,“ON/OFF”键,否则没有输出。

信号发生器使用注意事项

1、信号发生器设有“电源指示”,使用时指示灯不亮,应更换电池后再使用;

2、信号发生器不用时应放在干燥通风处,以免受潮。

信号发生器的选择方法

1、采样(时钟)速率

采样率通常用每秒百万样点或每秒千兆样点表示,指明了仪器可以运行的最大时钟速率或采样率,采样率影响着主要输出信号的频率,一般来说,您应该选择采样频率是生成的信号最高频谱频率成分两倍的仪器,以保证准确地复现信号,最大采样率还决定着可以用来创建波形的最小时间增量,在典型情况下,这个数字使用下面的公式计算得出:T=1/F,其中T是用秒表示的定时分辨率,F是采样率。

2、内存深度(记录长度)

内存深度或记录长度在信号保真度中发挥着重要作用,因为它决定着可以存储多少个数据点来定义一个波形,内存越深,存储的波形细节更多,存储所需波形的周期数越高。

3、垂直(幅度)分辨率

垂直分辨率与仪器DAC的二进制字长度有关,用位数表示,位数越多,分辨率越高,DAC的垂直分辨率决定着复现的波形的幅度精度和失真,尽管越高越好,但大多数任意波形仪器都会有一个整体折衷,因为分辨率越高,采样率越低。

4、特点和功能

有些信号发生器提供一系列特点和输出功能,在选择信号发生器时,您还应该评估标准波形、调制功能、输出幅度和波形编辑软件,确保仪器满足您的需求。

以上是小编为大家介绍的信号发生器的工作原理、分类、作用、基本操作、使用注意事项、信号发生器的选择方法。目前我国己经开始研究信号发生器,并取得了可喜的成果。但总的来说,我国信号发生器还没有形成真正的产业。就目前国内的成熟产品来看,多为一些PC仪器插卡,独立的仪器和VXI系统的模块很少,并且我国目前在信号发生器的种类性能都与国外同类产品存在较大的差距,因此加紧对这类产品的研制显得迫在眉睫。

ap辅导

相关阅读
【资讯】2018年中国垃圾前端收转装备市场分析报告升降台

中国报告网提示:从国内市场看,垃圾前端收转装备行业内的企业数量较#,2017年我国行业企业数量共有##家,其中规模从国内市场看,垃圾前端收转装备行业内的企业数量较#,2017年我国行业企业数量共有##家,其中规模以上企业

2020-10-31 01:54
【资讯】2025年底安徽省创建40个整体全程机械化推进示范县防潮材料

加快推进主要农作物全程机械化,安徽省分为2020年和2025年两个阶段,提出了农机总动力和农作物耕种收综合机械化率的目标。安徽省农业农村厅近日对《安徽省人民政府关于加快推进农业机械化和农机装备产业转型升级的实施意

2020-10-31 01:54
【资讯】浙江蜡块柜专业施工单位欢迎咨询兴城

浙江蜡块柜专业施工单位欢迎咨询气流有如一个空气活塞,向下流经室内,带走污染物,然后从地面排出。又在与外部的一些新鲜空气混合后,再循环至过滤器。人员和工艺所产生的悬浮污染可立即被这种空气清除掉,而紊流通

2020-10-31 01:51
【资讯】Haulotte携新品HaulotteHA20LEPRO强势来袭姜堰

发布会现场Haulotte中国区总经理王志军宣布新品发布会正式开始Haulotte HA20LE(PRO)新品特点解读行业首创五年产品质保参会嘉宾集体合影留念我们坚信HA20LE(PRO)电动曲臂式高空作业平台的正式推出,必将打响一个属于“电驱”时

2020-10-31 01:49
【资讯】河北建立机器换人智慧监管实现乳制品安全新跨越水晶雕塑

近几年,河北一直把乳制品质量安全问题作为食品安全监管重中之重,持续探索加强乳制品监管新思路、新机制、新举措。目前,河北创新研发出“乳制品安全风险监测数字化预警模型”,并已经在全省42家乳制品生产企业质检部

2020-10-31 01:46
【资讯】工业和信息化部领导参观考察徐工欧洲公司C型吊钩

德国时间2017年4月6日下午,工业和信息化部部长苗圩一行5人,在徐工集团副总裁吴江龙的陪同下参观考察了徐工欧洲公司。苗圩部长一行首先参观了徐工欧洲研发中心研发基地,对徐工自主研发的液压挖掘机主阀、马达、减速机

2020-10-31 01:42
友情链接