1、第九章第九章 信号源信号源9.1 9.1 概述概述9.2 9.2 传统的信号源传统的信号源9.3 9.3 锁相频率合成信号源锁相频率合成信号源9.4 9.4 直接数字合成信号源直接数字合成信号源9.1 9.1 概述概述9.1.1 9.1.1 信号源在系统测量中的作用信号源在系统测量中的作用 关于信号与系统的测量，前面曾指出关于信号与系统的测量，前面曾指出:电路和系统的参数是电路和系统的参数是无源量无源量，在对电子系统，在对电子系统进行测量时，必须对其施加一定的激励信号，通过进行测量时，必须对其施加一定的激励信号，通过观测系统响应的方法进行测量观测系统响应的方法进行测量。电子测量中涉及到的信号分
2、电子测量中涉及到的信号分两类两类,一类是天然一类是天然的信号的信号,另一类是人造的信号。前者通常是未知的、另一类是人造的信号。前者通常是未知的、被测的信号；后者是已知的、测量用的信号。系统被测的信号；后者是已知的、测量用的信号。系统测量用的信号是人造的信号。测量用的信号是人造的信号。9.1 9.1 概述概述9.1.1 9.1.1 信号源在系统测量中的作用信号源在系统测量中的作用 人工制造标准信号的电子仪器称为人工制造标准信号的电子仪器称为信号源信号源，或，或称称信号发生器信号发生器。归纳起来，信号源的主要有以下归纳起来，信号源的主要有以下三方面三方面的用途。的用途。（1）激励源激励源。作为被测
3、电子系统的激励信号，。作为被测电子系统的激励信号，激励信号的特性是已知的。激励信号的特性是已知的。（2）仿真信号源仿真信号源。当研究一个特定的系统时，。当研究一个特定的系统时，需要施加与实际相同的仿真信号。需要施加与实际相同的仿真信号。（3）校准源校准源。用于对各种电子设备进行校准。用于对各种电子设备进行校准（或比对）的参考源，有时称为标准源。（或比对）的参考源，有时称为标准源。9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类1直流（恒值）信号源直流（恒值）信号源 恒值信号恒值信号是指幅值恒定不变的电压或电流信号。是指幅值恒定不变的电压或电流信号。这类信号在电子系统的静态特性测量中作这类信号在
4、电子系统的静态特性测量中作标准激励标准激励。直流（恒值）信号源国内外均有系列化产品，直流（恒值）信号源国内外均有系列化产品，其基本技术指标有输出其基本技术指标有输出幅值范围幅值范围、精度精度、稳定度稳定度、分辨力分辨力和和输出阻抗输出阻抗等。等。9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类2周期性（交流）信号源周期性（交流）信号源 周期信号亦称周期信号亦称交流信号交流信号，为最常见的信号形式。，为最常见的信号形式。在大多数电子系统的交流（稳态）性能测量中，周在大多数电子系统的交流（稳态）性能测量中，周期信号是激励信号的主要形式。期信号是激励信号的主要形式。根据不同的应用领域，标准周期信号可
5、分为根据不同的应用领域，标准周期信号可分为通通用信号用信号和和专用信号专用信号两大类。两大类。通用信号通用信号是指可普遍用于各种系统的测量中，是指可普遍用于各种系统的测量中，其波形是简单的函数关系，如正弦波、三角波（锯其波形是简单的函数关系，如正弦波、三角波（锯齿波）、方波（矩形波）等。齿波）、方波（矩形波）等。专用信号专用信号则通常只用则通常只用于特定系统的测量中，其波形特殊或复杂于特定系统的测量中，其波形特殊或复杂.9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类2周期性（交流）信号源周期性（交流）信号源 （1）交流（周期性）信号源按）交流（周期性）信号源按输出波形输出波形分类，分类，可分
6、为正弦波信号源和非正弦波信号源。其中可分为正弦波信号源和非正弦波信号源。其中正弦正弦波波信号源包括扫频信号源等，信号源包括扫频信号源等，非正弦波非正弦波信号源包括信号源包括矩形脉冲、三角波、方波、锯齿波、函数波形和任矩形脉冲、三角波、方波、锯齿波、函数波形和任意波形等信号源意波形等信号源。（2）交流信号源按）交流信号源按工作频率工作频率范围分类，如表范围分类，如表9-1所示所示。9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类3非周期性激励信号源非周期性激励信号源 为测量系统为测量系统瞬态特性瞬态特性（过渡特性），需要提供（过渡特性），需要提供一
7、种与外部事件同步产生的一种与外部事件同步产生的非周期性信号非周期性信号或或单次信单次信号号，其信号波形可以是单脉冲、脉冲串或其它复杂，其信号波形可以是单脉冲、脉冲串或其它复杂波形。波形。测量数字系统使用的数字信号源，也是一种与测量数字系统使用的数字信号源，也是一种与外部事件同步产生的非周期性信号，其信号波形可外部事件同步产生的非周期性信号，其信号波形可以是用以是用脉冲串脉冲串表示的数据流，也可以是表示的数据流，也可以是多路二进制多路二进制数字逻辑信号数字逻辑信号。为了测试数字系统的动态性能，还。为了测试数字系统的动态性能，还需输出一种需输出一种波形格式化波形格式化的数字信号。的数字信号。9.1
8、.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类4非确定性的信号源非确定性的信号源 常见的非确定性信号是常见的非确定性信号是噪声信号噪声信号。噪声也可用。噪声也可用作为测试的激励信号，去测量各种电子系统的性能作为测试的激励信号，去测量各种电子系统的性能（诸如噪声抑制等性能）。（诸如噪声抑制等性能）。标准的噪声信号通常用其标准的噪声信号通常用其功率谱密度功率谱密度和和功率电功率电平平进行说明。噪声信号源可产生特定形式的功率谱进行说明。噪声信号源可产生特定形式的功率谱密度，输出信号功率电平在一定范围内可调。密度，输出信号功率电平在一定范围内可调。9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类4非确定性
9、的信号源非确定性的信号源 按按信号的性能信号的性能进行分类，分为一般信号源、功进行分类，分为一般信号源、功率信号源和标准信号源等。率信号源和标准信号源等。标准信号源标准信号源的的输出频率输出频率和输出电平能够连续调节，读数准确，波形参数已和输出电平能够连续调节，读数准确，波形参数已知，且有良好的屏蔽性能。知，且有良好的屏蔽性能。一般的信号源一般的信号源则对则对上述上述参数参数没有很高的要求。没有很高的要求。9.1.2 9.1.2 信号源的分类信号源的分类4非确定性的信号源非确定性的信号源 此外，信号源还有多种分类方法。例如，按此外，信号源还有多种分类方法。例如，按调调制类型制类型可分为调幅、调
10、频、脉冲调制和组合调制等；可分为调幅、调频、脉冲调制和组合调制等；按按频率调节方式频率调节方式可分为手动、电调、扫频、程控等；可分为手动、电调、扫频、程控等；按按产生频率的方式产生频率的方式可分为直接振荡式、倍频式、分可分为直接振荡式、倍频式、分频式、混频式和合成式等。频式、混频式和合成式等。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标1频率特性频率特性 频率特性是正弦信号源的一个重要工作特性，频率特性是正弦信号源的一个重要工作特性，主要包括频率的主要包括频率的范围范围、准确度准确度和和稳定度稳定度。（1）频率范围频率范围 信号源的频率范围是指各项指标都能得到保证信号源的频率范围是指各项指
11、标都能得到保证的输出频率范围，是的输出频率范围，是“有效频率范围有效频率范围”的简称。为的简称。为获得较宽的频率范围，可以采用波段式、差频式或获得较宽的频率范围，可以采用波段式、差频式或合成式等方法。合成式等方法。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标（2）频率准确度频率准确度 信号源的频率准确度是指频率的实际值信号源的频率准确度是指频率的实际值 对其标对其标称值（即指示器的数值）称值（即指示器的数值）的相对偏差，其表达式为的相对偏差，其表达式为 式中，式中，为频率的绝对偏差，为频率的绝对偏差，。000100%100%xfffafff0 xfff 9.1.3 9.1.3 主要技术指标
12、主要技术指标（3）频率稳定度频率稳定度 频率稳定度是指在一定的时间间隔内，在其他频率稳定度是指在一定的时间间隔内，在其他环境条件不变时，频率源维持其工作于恒定频率的环境条件不变时，频率源维持其工作于恒定频率的能力。定义为：能力。定义为：式中，式中，、分别表示频率在任何一个规定分别表示频率在任何一个规定的时间间隔内的最大值和最小值。的时间间隔内的最大值和最小值。maxmin0100%fffmaxfminf9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标（3）频率稳定度频率稳定度 频率稳定度可分为频率稳定度可分为长期稳定度长期稳定度和和短期稳定度短期稳定度。频率短期稳定度频率短期稳定度定义为信号源
13、经规定的预热时定义为信号源经规定的预热时间后，频率在规定的时间间隔内（间后，频率在规定的时间间隔内（1s或或15min）的）的最大变化。最大变化。频率长期稳定度频率长期稳定度是指长时间（年、月、天、小是指长时间（年、月、天、小时的范围内）频率的变化，如时的范围内）频率的变化，如3h、24h等。等。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标2输出特性输出特性（1）输出阻抗输出阻抗 低频信号源低频信号源的输出阻抗一般为的输出阻抗一般为600或或1000。功率输出功率输出时有多种阻抗可供选用，它们是时有多种阻抗可供选用，它们是50、75、150、600和和5000等挡位。等挡位。高频信号源高频
14、信号源的输出阻抗一般使用的输出阻抗一般使用50或或75两两挡。挡。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标（2）输出电平特性输出电平特性 它是指输出电平的它是指输出电平的范围范围、输出电平的、输出电平的准确度准确度和和平坦度平坦度。例如，一般标准高频信号源的输出电压为。例如，一般标准高频信号源的输出电压为0.1V1V，电平振荡器的输出电平为，电平振荡器的输出电平为+10dB-60dB。现代信号源一般都使用自动电平控制电路，可使。现代信号源一般都使用自动电平控制电路，可使平坦度保持在平坦度保持在1dB0.1dB以内。以内。输出电平的准确度包括输出电平的准确度包括0dB准确度、输出衰减准确
15、度、输出衰减器换挡误差、指示电表的刻度误差等几个方面。器换挡误差、指示电表的刻度误差等几个方面。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标（3）最大输出功率）最大输出功率 又称又称资用功率资用功率或或可用功率可用功率，是指信号源所能输，是指信号源所能输出的最大功率，它是一个度量信号源容量大小的参出的最大功率，它是一个度量信号源容量大小的参数，只取决于信号源本身的内阻和电动势，是信号数，只取决于信号源本身的内阻和电动势，是信号源的一个属性，而与负载无关。源的一个属性，而与负载无关。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标（4）波形特性）波形特性 包括输出波形的种类及参数。信号源一般
16、都可包括输出波形的种类及参数。信号源一般都可以输出正弦、脉冲等波形，以输出正弦、脉冲等波形，函数信号源函数信号源还可以输出还可以输出方波、三角波、锯齿波、阶梯波、甚至任意波形。方波、三角波、锯齿波、阶梯波、甚至任意波形。正弦信号源正弦信号源应输出单一频率的正弦信号，但由应输出单一频率的正弦信号，但由于非线性失真、噪声等原因，其输出信号中含有谐于非线性失真、噪声等原因，其输出信号中含有谐波等其他成分，即信号的频谱不纯。因此，要求信波等其他成分，即信号的频谱不纯。因此，要求信号源具有一定的频谱纯度，并常以失真度来表示。号源具有一定的频谱纯度，并常以失真度来表示。一般信号源的失真度应小于一般信号源的
17、失真度应小于1%0.1%。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标3调制特性调制特性 实际的通信和雷达信号都是进行了某种调制的实际的通信和雷达信号都是进行了某种调制的，信号源调制功能决定了其，信号源调制功能决定了其模拟复杂信号的能力模拟复杂信号的能力。调制特性包括调制的调制特性包括调制的种类种类、频率频率、调幅系数调幅系数、最大频偏最大频偏和和调制线性调制线性等。等。通常高频信号源中为通常高频信号源中为调幅调幅和和调频调频，调幅的调制，调幅的调制频率一般固定为频率一般固定为400Hz或或1000Hz，高档的信号源往，高档的信号源往往同时具有调频、调幅、调相和脉冲调制等多种调往同时具有调
18、频、调幅、调相和脉冲调制等多种调制功能。制功能。调制波形调制波形则可以是正弦、方波、脉冲、三则可以是正弦、方波、脉冲、三角波和锯齿波，甚至噪声。角波和锯齿波，甚至噪声。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标 有的信号源本身不提供调制信号，而只提供有的信号源本身不提供调制信号，而只提供各种调制信号的接口，从外部送入适当的调制信各种调制信号的接口，从外部送入适当的调制信号才能实现信号的调制，这种方式称为号才能实现信号的调制，这种方式称为外调制外调制。信号源内置一个函数波形发生器，不但可以信号源内置一个函数波形发生器，不但可以接收外部调制信号，还能根据需要产生调制信号接收外部调制信号，还能
19、根据需要产生调制信号，用户只需简单地设定调制信号参数和调制参数，用户只需简单地设定调制信号参数和调制参数即可获得所需的调制信号，这种称为即可获得所需的调制信号，这种称为内调制内调制。雷达测量中采用雷达测量中采用脉冲调制脉冲调制，这是一种特殊的，这是一种特殊的幅度调制，主要参数包括脉宽、重复频率调节范幅度调制，主要参数包括脉宽、重复频率调节范围、脉冲前后沿时间及通断比（隔离度）。围、脉冲前后沿时间及通断比（隔离度）。9.1.3 9.1.3 主要技术指标主要技术指标3调制特性调制特性 矢量信号源矢量信号源具有更为强大的信号调制能力，其具有更为强大的信号调制能力，其核心部件核心部件是矢量调制器。矢量
20、信号源的基带调制信是矢量调制器。矢量信号源的基带调制信号可以由外部输入，也可由内置的正交基带产生器号可以由外部输入，也可由内置的正交基带产生器生成。生成。信号源除了频率特性、输出特性和调制特性等信号源除了频率特性、输出特性和调制特性等技术指标技术指标外，通常还包括非线失真度和频谱纯度等外，通常还包括非线失真度和频谱纯度等。9.2 9.2 传统的信号源传统的信号源 补充：补充：低频信号源低频信号源 低频信号源是指以输出低频信号源是指以输出正弦波正弦波信号为主，信号为主，工作工作频率频率在在1Hz1MHz范围内的信号源。它能输出正弦范围内的信号源。它能输出正弦波电压，有的还能输出一定的功率。波电压
21、，有的还能输出一定的功率。低频信号源是一种用途广泛的信号源，低频信号源是一种用途广泛的信号源，主要用主要用于于测量或检修电子设备及家用电器中的低频电路，测量或检修电子设备及家用电器中的低频电路，也可用于测量音频放大器、扬声器、低频滤波器等也可用于测量音频放大器、扬声器、低频滤波器等元器件的频率特性，还可作为高频信号源的外调制元器件的频率特性，还可作为高频信号源的外调制信号源。此外，低频信号源在校准电子电压表时，信号源。此外，低频信号源在校准电子电压表时，可用作基准电压源。可用作基准电压源。补充：补充：低频信号源低频信号源1对低频信号源的一般要求对低频信号源的一般要求 （1）输出信号的频率输出信
22、号的频率在满足各项规定指标的范在满足各项规定指标的范围内，能连续或分波段调节，并且具有较高的稳定围内，能连续或分波段调节，并且具有较高的稳定性和准确度。一般稳定度应在性和准确度。一般稳定度应在0.1%1%范围内范围内。（2）输出电压输出电压在在010V内连续调节，并且在整内连续调节，并且在整个频率范围内保持稳定，其不均匀性应在个频率范围内保持稳定，其不均匀性应在1dB范范围内。围内。补充：补充：低频信号源低频信号源1对低频信号源的一般要求对低频信号源的一般要求 （3）输出阻抗输出阻抗应具有一种或几种不同的值，以应具有一种或几种不同的值，以适应不同的需要，通常为适应不同的需要，通常为600。此外
23、，。此外，还有还有8、50和和5k等几种不同的输出阻抗。等几种不同的输出阻抗。（4）输出信号波形输出信号波形的非线性失真系数一般不超的非线性失真系数一般不超过过1%。补充：补充：低频信号源低频信号源2低频信号源的工作原理低频信号源的工作原理 低频信号源的一般低频信号源的一般原理框图原理框图如图如图9-1所示，主要所示，主要包括主振器、连续衰减器（电位器包括主振器、连续衰减器（电位器）、电压放大器）、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器（输出变压器）和监测电压表。压器）和监测电压表。补充：补充：低频信号源低频信号源（1）主振器）主振器 主振器
24、是低频信号源的主振器是低频信号源的核心核心，其，其作用作用是产生频是产生频率连续可调、稳定的正弦波电压。低频信号源中产率连续可调、稳定的正弦波电压。低频信号源中产生振荡信号的方法有多种，在通用信号发生器中，生振荡信号的方法有多种，在通用信号发生器中，主振器通常采用主振器通常采用RC正弦振荡正弦振荡电路或电路或差频差频电路来实现电路来实现。RC振荡器可分为三种振荡器可分为三种：RC移相振荡器、移相振荡器、RC双双T型振荡器和型振荡器和RC文氏电桥振荡器。文氏电桥振荡器。补充：补充：低频信号源低频信号源（1）主振器）主振器 RC文氏电桥振荡器具有频率调节方便、可调范文氏电桥振荡器具有频率调节方便、
25、可调范围宽（工作频率范围为围宽（工作频率范围为100Hz100kHz）、振荡频率）、振荡频率稳定、波形失真小等稳定、波形失真小等优点优点,因此因此低频信号源中的主振低频信号源中的主振器通常采用器通常采用RC文氏电桥振荡器文氏电桥振荡器。RC文氏电桥振荡器实际上是一种文氏电桥振荡器实际上是一种电压反馈式电压反馈式振振荡器，它由荡器，它由同相运算放大器同相运算放大器和一个具有选频作用的和一个具有选频作用的RC正反馈网络正反馈网络组成。组成。补充：补充：低频信号源低频信号源（1）主振器）主振器 正反馈网络由正反馈网络由R1、C1、R2和和C2（文氏电桥）（文氏电桥）组成。电路的振荡频率由网络参数决定
26、，组成。电路的振荡频率由网络参数决定，由热敏电阻由热敏电阻 组成的负反馈支路主要起组成的负反馈支路主要起稳幅稳幅作用。作用。输出频率的调节可通过改变输出频率的调节可通过改变 R1、R2 的值进行的值进行频率频率粗调粗调，利用波段开关来切换电阻元件以实现频段的，利用波段开关来切换电阻元件以实现频段的覆盖。改变覆盖。改变C1、C2的值进行的值进行频率微调频率微调，实现波段内，实现波段内的覆盖。在电子调谐的振荡电路中的覆盖。在电子调谐的振荡电路中C1、C2通常由两通常由两只变容二极管来担当。只变容二极管来担当。012121/(2)(,)fRCRRR CCCtR补充：补充：低频信号源低频信号源（2）放
27、大器）放大器 低频信号源内的放大器包括低频信号源内的放大器包括电压电压放大器和放大器和功率功率放大器。放大器。电压放大的电压放大的作用作用是放大振荡器产生的振荡信号是放大振荡器产生的振荡信号，以获得足够的输出电压，因此放大器由多个单级，以获得足够的输出电压，因此放大器由多个单级放大器按一定的耦合方式连接而成。放大器按一定的耦合方式连接而成。对电压放大器的对电压放大器的基本要求基本要求是通频带宽，波形失是通频带宽，波形失真小，输入阻抗高，输出阻抗低。真小，输入阻抗高，输出阻抗低。补充：补充：低频信号源低频信号源（2）放大器）放大器 当低频信号源要求有功率输出时，必须进行功当低频信号源要求有功率输
28、出时，必须进行功率放大。对率放大。对功率放大器的要求功率放大器的要求是：有额定的输出功是：有额定的输出功率，效率高，非线性失真小。为了提高带负载能力率，效率高，非线性失真小。为了提高带负载能力，功率放大器通常采用，功率放大器通常采用OTL电路（无输出变压器的电路（无输出变压器的功放），并设置过载、短路保护等电路。功放），并设置过载、短路保护等电路。补充：补充：低频信号源低频信号源（3）衰减器）衰减器 衰减器用于改变信衰减器用于改变信号发生器输出的电压或号发生器输出的电压或功率，通常包括功率，通常包括连续调连续调节衰减器节衰减器（R）和）和步进步进衰减器衰减器 （）两）两类，如图所示类，如图所示
29、。它们利它们利用电阻分压的降压作用用电阻分压的降压作用逐级衰减，得到不同的逐级衰减，得到不同的输出电压。输出电压。13RR连续调节衰减器和步进衰连续调节衰减器和步进衰减器减器补充：补充：低频信号源低频信号源（4）指示器）指示器 指示器的作用指示器的作用是指示信号源输出电压或功率的是指示信号源输出电压或功率的大小，通常采用监测电压表作为指示器。大小，通常采用监测电压表作为指示器。指示方式指示方式通常有模拟与数字两种，一种是用指针表头，另一通常有模拟与数字两种，一种是用指针表头，另一种是用数码管。对于后一种指示方式，是利用种是用数码管。对于后一种指示方式，是利用A/D转换电路，将输出电压转换为成比
30、例的数字量，最转换电路，将输出电压转换为成比例的数字量，最后驱动数字显示单元。后驱动数字显示单元。随着随着DDS（数字直接合成）技术的发展，目前（数字直接合成）技术的发展，目前低频信号源正向合成化方向发展。低频信号源正向合成化方向发展。补充：补充：低频信号源低频信号源3低频信号发生器的应用低频信号发生器的应用 频信号源产生的正弦波信号为各类低频电路提频信号源产生的正弦波信号为各类低频电路提供测试信号。图供测试信号。图9-4所示为低频放大器的所示为低频放大器的频率特性测频率特性测试原理试原理。利用类似于测试放大器的方法，还可测试晶体利用类似于测试放大器的方法，还可测试晶体管、衰减器、滤波器、扬声
31、器和其它各种管、衰减器、滤波器、扬声器和其它各种低频线性低频线性四端器件四端器件或或网络的特性网络的特性。9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源 高频信号源高频信号源是能够产生等幅高频正弦波信号或是能够产生等幅高频正弦波信号或调制波信号的信号源，这种信号源的调制波信号的信号源，这种信号源的工作频率工作频率一般一般在在100kHz35MHz范围内，具有较高的频率准确度范围内，具有较高的频率准确度和稳定度，和稳定度，稳定度稳定度一般优于一般优于 ，输出幅度输出幅度可可在几微伏至在几微伏至1V范围内调节，范围内调节，输出阻抗输出阻抗为为50或或75，通常具有，通常具有调幅调幅和和调频调频两种调
32、制方式，以适应测试两种调制方式，以适应测试接收机的需要。测试各类高频接收机灵敏度、选择接收机的需要。测试各类高频接收机灵敏度、选择性等工作特性是高频信号源最重要的用途之一。性等工作特性是高频信号源最重要的用途之一。410/15min9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源1高频信号源的工作原理高频信号源的工作原理 高频信号源的组成高频信号源的组成原理框图原理框图如如下下图所示。高频图所示。高频信号源主要由主振器器及调频电路、放大调幅器、信号源主要由主振器器及调频电路、放大调幅器、内调制振荡器、指示器和衰减器等部分组成。内调制振荡器、指示器和衰减器等部分组成。9.2.1 9.2.1 高频信号
33、源高频信号源（1）主振器及调频电路）主振器及调频电路 主振器的作用是产生高频等幅正弦信号，高频主振器的作用是产生高频等幅正弦信号，高频信号源的主振器通常采用各种信号源的主振器通常采用各种LC振荡电路振荡电路。LC振振荡电路荡电路实质实质上是一个正反馈调谐放大器，主要包括上是一个正反馈调谐放大器，主要包括放大器放大器和和反馈网络反馈网络两个部分。两个部分。根据根据反馈方式反馈方式，又可分为变压器反馈式、电感，又可分为变压器反馈式、电感反馈式（也称电感三点式）和电容反馈式（也称电反馈式（也称电感三点式）和电容反馈式（也称电容三点式）振荡电路，如容三点式）振荡电路，如下下图所示。图所示。9.2.1
34、9.2.1 高频信号源高频信号源LC振荡器电路的三种构成形式振荡器电路的三种构成形式9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（1）主振器及调频电路）主振器及调频电路 虽然三种振荡电路的构成形式不同，但是它们虽然三种振荡电路的构成形式不同，但是它们的的工作频率工作频率均为均为 电感三点式振荡电路输出的高频信号具有电感三点式振荡电路输出的高频信号具有 频率范围频率范围宽、频率调节方便、输出电压稳定等优点。宽、频率调节方便、输出电压稳定等优点。频率的频率的调节方法调节方法是：通过切换振荡回路的不同是：通过切换振荡回路的不同电感来改变振荡器的频段，通过改变振荡回路的可电感来改变振荡器的频段，通过改
35、变振荡回路的可变电容来对振荡频率进行连续调节。变电容来对振荡频率进行连续调节。1(2)ofLc9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（2）放大调幅器）放大调幅器 其其作用作用是对主振器及调频电路的信号进行放大是对主振器及调频电路的信号进行放大及调幅，同时还起隔离作用，以减小输出端负载大及调幅，同时还起隔离作用，以减小输出端负载大小和性质变化时对主振器的影响。小和性质变化时对主振器的影响。（3）内调制振荡器）内调制振荡器 其其作用作用是为放大调幅器提供调制信号。调制信是为放大调幅器提供调制信号。调制信号的频率有固定的，也有在一定范围内连续可调的号的频率有固定的，也有在一定范围内连续可调的。
36、常用的调制频率有。常用的调制频率有400Hz和和1kHz。9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（4）指示器）指示器 其其作用作用是指示输出信号的频率、电压、调制度是指示输出信号的频率、电压、调制度和频偏等性能参数。和频偏等性能参数。（5）衰减器）衰减器 其其作用作用是改变输出信号的幅度，通常由连续调是改变输出信号的幅度，通常由连续调节衰减器和步进调节衰减器构成。节衰减器和步进调节衰减器构成。9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源2高频信号源应用实例高频信号源应用实例 选用高频信号源应根据测量要求的选用高频信号源应根据测量要求的频率范围频率范围、调制方式调制方式、输出电平输出电平及
37、及输出阻抗输出阻抗等主要技术指标来等主要技术指标来进行选择。进行选择。（1）XFG7型高频信号源型高频信号源 XFG7型高频信号源是一种型高频信号源是一种既能产生等幅波既能产生等幅波又能产生调幅波又能产生调幅波的高频信号源，它可以方便地用来的高频信号源，它可以方便地用来测量高频放大器、调制器、滤波器和无线电接收机测量高频放大器、调制器、滤波器和无线电接收机的性能指标。的性能指标。9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（1）XFG7型高频信号源型高频信号源 其主要的技术指标如下：其主要的技术指标如下：频率范围频率范围：100kHz30MHz，分，分8个波段；频率个波段；频率刻度误差刻度误差
38、1%。输出电压输出电压与与输出阻抗输出阻抗：输出电压分为：输出电压分为0.1V10mV、1V100mV和和01V三个量程，每个三个量程，每个量程内可分档调节或连续可变，输出阻抗为量程内可分档调节或连续可变，输出阻抗为40左左右。右。9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（1）XFG7型高频信号源型高频信号源 调制频率调制频率：内调幅分：内调幅分400Hz和和1000Hz两种，外两种，外调幅为调幅为508000kHz。调幅范围调幅范围：0%100%连续可调。连续可调。9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（2）XFC6型标准高频信号源型标准高频信号源 XFC6是一种产生高频载波和调幅
39、信号、调是一种产生高频载波和调幅信号、调频信号及调幅调频信号的频信号及调幅调频信号的标准高频信号源标准高频信号源。XFC6主要用于测试、调试及维修各种无线主要用于测试、调试及维修各种无线电接收设备，其输出载波的电接收设备，其输出载波的频率范围频率范围为为4300MHz，分，分8挡；频率挡；频率稳定度稳定度优于优于 ；输出载波；输出载波电压电压为为0.1V100mV，可低至，可低至0.05V；输出阻抗输出阻抗75；调幅波的；调幅波的调幅范围调幅范围为为0%80%；调频波的；调频波的频频偏偏为为0100kHz。42 10/10min9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（3）应用实例）应用实
40、例 高频信号源可直接测定接收机的各项电气参数高频信号源可直接测定接收机的各项电气参数，测试方案如图，测试方案如图9-3所示。所示。图图9-3 接收机测试方法接收机测试方法 图图9-4 调制器测试方法调制器测试方法 9.2.1 9.2.1 高频信号源高频信号源（3）应用实例）应用实例 利用图利用图9-4所示的方案配置，可以测试调制器的所示的方案配置，可以测试调制器的频率特性、调制灵敏度和调制失真等各种性能。亦频率特性、调制灵敏度和调制失真等各种性能。亦可用来（或对电路稍加修改）测试混频器、参量放可用来（或对电路稍加修改）测试混频器、参量放大器等各种非线性电路或参变电路的性能。大器等各种非线性电路
41、或参变电路的性能。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源 脉冲信号源脉冲信号源用于产生重复频率、脉冲宽度和延用于产生重复频率、脉冲宽度和延迟量可调的脉冲信号，特别是产生矩形窄脉冲。迟量可调的脉冲信号，特别是产生矩形窄脉冲。脉冲信号源是电路与系统进行时域测试不可少脉冲信号源是电路与系统进行时域测试不可少的激励信号源，的激励信号源，主要是用来主要是用来对视频放大器、宽带电对视频放大器、宽带电路的瞬态特性、过渡特性等时域特性测试，以及为路的瞬态特性、过渡特性等时域特性测试，以及为脉冲与数字电路的动态测试提供激励信号。脉冲与数字电路的动态测试提供激励信号。例如例如，测试限幅器、钳位电路的限幅特性
42、，触，测试限幅器、钳位电路的限幅特性，触发电路与门电路的转换特性和延迟时间，开关电路发电路与门电路的转换特性和延迟时间，开关电路的开关速度，以及测试集成电路和计算机等数字系的开关速度，以及测试集成电路和计算机等数字系统的特性，均需要用到脉冲信号。统的特性，均需要用到脉冲信号。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源1矩形脉冲的参数矩形脉冲的参数 （a）矩形脉冲的参数）矩形脉冲的参数 （b）同频脉冲与主脉冲）同频脉冲与主脉冲9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源1矩形脉冲的参数矩形脉冲的参数 其其主要参数主要参数有有:（1）重复频率重复频率：每秒时间内脉冲出现的个数。：每秒时间内脉冲出
43、现的个数。（2）脉冲幅度脉冲幅度：从零上升到：从零上升到100%对应的电压值。对应的电压值。（3）脉冲宽度脉冲宽度（脉宽）（脉宽）：电压上升到：电压上升到50%至下降至下降到到50%所对应的时间间隔所对应的时间间隔。（4）上升时间上升时间：电压从：电压从10%上升到上升到90%的时间。的时间。（5）下降时间下降时间：电压从：电压从90%下降到下降到10%的时间。的时间。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源（6）占空系数占空系数：脉冲宽度：脉冲宽度 与脉冲周期与脉冲周期T的比值称的比值称为占空系数或占空比，如图为占空系数或占空比，如图9-9（b）所示。）所示。（7）上冲量上冲量：上升超过
44、：上升超过100%部分的幅度。部分的幅度。（8）反冲量反冲量：下降到零以下部分的幅度。：下降到零以下部分的幅度。（9）平顶落差平顶落差：脉冲顶部不能保持平坦而降落的：脉冲顶部不能保持平坦而降落的幅度。幅度。（10）偏移偏移E：矩形脉冲通常以水平：矩形脉冲通常以水平0轴为基准，有轴为基准，有些脉冲发生器输出脉冲可在些脉冲发生器输出脉冲可在0轴上、下平移，其平移轴上、下平移，其平移的幅度称为偏移。的幅度称为偏移。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源2分类分类（1）通用脉冲信号源）通用脉冲信号源 通用脉冲信号源是通用脉冲信号源是最常用最常用的脉冲信号源，其输的脉冲信号源，其输出脉冲信号的频率
45、、幅度、延迟时间等，在一定范出脉冲信号的频率、幅度、延迟时间等，在一定范围内连续可调，输出脉冲一般都有正、负两种极性围内连续可调，输出脉冲一般都有正、负两种极性。有些产品还具有前、后沿可调、双脉冲、群脉冲。有些产品还具有前、后沿可调、双脉冲、群脉冲、闸门、外触发，以及单次触发等功能。、闸门、外触发，以及单次触发等功能。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源（2）快沿脉冲信号源）快沿脉冲信号源 快沿脉冲信号源以快沿脉冲信号源以快速前沿快速前沿为特征，主要用于为特征，主要用于各类电路瞬态特性测试，例如，测试示波器的瞬态各类电路瞬态特性测试，例如，测试示波器的瞬态响应等。响应等。（3）数字可编
46、程脉冲信号源）数字可编程脉冲信号源 数字可编程脉冲信号源或称数字可编程脉冲信号源或称数字信号源数字信号源，它是，它是伴随集成电路、微处理器技术的发展而产生的新型伴随集成电路、微处理器技术的发展而产生的新型脉冲与数字信号源，它输出格式化的数字信号波形脉冲与数字信号源，它输出格式化的数字信号波形，并一般带有，并一般带有GPIB（General Purpose Interface Bus）接口，实现可编程控制功能。）接口，实现可编程控制功能。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源（4）特种脉冲信号源）特种脉冲信号源 特种脉冲信号源是指具有特殊用途、对某些性特种脉冲信号源是指具有特殊用途、对某些
47、性能指标有特定要求的脉冲信号源，如功率脉冲信号能指标有特定要求的脉冲信号源，如功率脉冲信号源和数字序列脉冲源等。源和数字序列脉冲源等。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源3脉冲信号源的组成原理脉冲信号源的组成原理 主要包括主振级、延迟级、形成级、整形级、输主要包括主振级、延迟级、形成级、整形级、输出级等部分。出级等部分。脉冲信号源的基本组成框图脉冲信号源的基本组成框图9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源（1）主振级）主振级 通常采用通常采用自激多谐振荡器、晶体振荡器或锁相自激多谐振荡器、晶体振荡器或锁相振荡器产生矩形波，作为下级的触发信号。振荡器产生矩形波，作为下级的触发信号。
48、要求主振级频率的稳定，波形的一致性好，并要求主振级频率的稳定，波形的一致性好，并具有足够的幅度，而对输出波形的前、后沿等参量具有足够的幅度，而对输出波形的前、后沿等参量要求不很高。在实际应用中也可不使用仪器内的主要求不很高。在实际应用中也可不使用仪器内的主振级，而直接由外部信号经同步放大后作为延迟级振级，而直接由外部信号经同步放大后作为延迟级的触发信号。的触发信号。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源（2）延迟级）延迟级 在很多场合下要求脉冲信号源能输出同步脉冲在很多场合下要求脉冲信号源能输出同步脉冲和主脉冲，主振级输出的未经延时的脉冲称为和主脉冲，主振级输出的未经延时的脉冲称为同步同
49、步脉冲脉冲，经延时后形成的输出脉冲称为，经延时后形成的输出脉冲称为主脉冲主脉冲，即同，即同步脉冲超前于主脉冲一段时间步脉冲超前于主脉冲一段时间。主脉冲延迟的任务由延迟级完成，延迟级电路主脉冲延迟的任务由延迟级完成，延迟级电路通常由单稳电路和微分电路组成，延迟时间通常由单稳电路和微分电路组成，延迟时间 可以通可以通过脉冲信号发生器的面板旋钮来调整。过脉冲信号发生器的面板旋钮来调整。9.2.2 9.2.2 脉冲信号源脉冲信号源（3）形成级）形成级 通常由通常由单稳态触发器单稳态触发器等脉冲电路组成。它是脉等脉冲电路组成。它是脉冲信号源的冲信号源的中心环节中心环节，它能产生宽度准确、波形良，它能产生
50、宽度准确、波形良好的矩形脉冲，脉冲的宽度可独立调节，并具有较好的矩形脉冲，脉冲的宽度可独立调节，并具有较高的稳定性。高的稳定性。（4）整形级与输出级）整形级与输出级 一般由一般由放大放大、限幅限幅电路组成。整形级进行电压电路组成。整形级进行电压放大，输出级进行功率放大，以保证输出的主脉冲放大，输出级进行功率放大，以保证输出的主脉冲的幅度可调、极性可切换，并具有良好的前、后沿的幅度可调、极性可切换，并具有良好的前、后沿等。等。9.2.3 9.2.3 函数信号源函数信号源 函数信号源是一种函数信号源是一种多波形信号源多波形信号源，可以产生正，可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等多种波形弦
