1、电子测试技术应用（仪器仪表）电子测试技术应用（仪器仪表）课程教课程教学资源建设学资源建设 应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设P3-2 低频函数信号发生器性能测试v 教学目标教学目标1 能理解被测对象技术指标能理解被测对象技术指标2 掌握示波器的工作原理及使用掌握示波器的工作原理及使用3 掌握毫伏表的工作原理及使用掌握毫伏表的工作原理及使用4 掌握失真度仪的原理及使用使用掌握失真度仪的原理及使用使用5 掌握通用计数器的原理及使用掌握通用计数器的原理及使用6 掌握用虚拟仪器实现上述测试掌握用虚拟仪器实现上述测试7 学会撰写测试报告学会撰写测试报告v 工作任务工作任务1.阅读测
2、试工艺阅读测试工艺2.能用相关仪器仪表对能用相关仪器仪表对函数信号发生器技术参数进行测试技术参数进行测试3.撰写测试报告撰写测试报告应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v一、一、函数信号发生器测试指标测试指标应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设 低频函数信号发生器性能测试正弦信号发生器的工作特性通常分为频率特性、输出特性和调制特性。其中包括30余项具体指标，这里仅介绍几项最常见的性能指标。v1、频率特性1)频率范围 指信号源的各项指标都能得到保证时的频率输出范围，更确切地讲，应称为“有效频率范围”。2)频率准确度 指信号源读盘（
3、或数字显示）数值与实际输出信号频率间的偏差，可用频率的绝对偏离（绝对误差）或用相对偏差（相对误差）来表示，即 。offfofffoofff 应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设 v 式中 为仪器读盘或数字显示的输出信号频率；为实际输出频率。v 3)频率稳定度 指在其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号源输出频率相对于预调值变化的大小。频率稳定度实际上是频率不稳定度，它表示频率源能够维持恒定频率的能力。对于频率稳定度的描述往往引入时间概念，如410-3/小时,510-9/天。fof低频函数信号发生器性能测试应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频
4、函数信号发生器性能测试v2.输出特性v1）输出信号的幅度 输出信号的幅度常采用两种表示方式：其一，直接用正弦波有效值（单位用V，mV，V）表示。其二，用绝对电平（单位用dBm，dB）（关于电平概念，请参照分贝测量一节）表示。v2）输出电平范围 表征信号源能提供的最小和最大输出电平的可调范围。v3）输出电平的频响 指在有效频率范围内调节频率时，输出电平的变化，也就是输出电平的平坦度。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 4）输出电平准确度 对常用电子仪器，常采用“工作误差”来评价仪器的准确度。v 5）输出阻抗 信号源的输出阻抗视其类型不同而异。低频
5、信号源输出阻抗一般有50，75，150，600几种。高频信号源一般为50或75不平衡输出。v 6）输出信号的频谱纯度 反映信号输出波形接近正弦波的程度，常用非线性失真度（谐波失真度）表示。一般信号源的非线性失真度应小于1%。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v3.调制特性 v 高频信号发生器在输出正弦波的同时，一般还能输出一种或一种以上的已被调制的信号，多数情况下是调幅信号和调频信号。有些还带有调相和脉冲调制等功能。当调制信号由信号源内部电路产生时，称为内调制。当调制信号由外部加入信号进行调制时，称为外调制。v调制特性主要指调制类型，调制频率，调
6、制系数，调制线性度。调制线性度是指载波信号被调制后，被调制量的变化规律与调制信号变化的规律的结合程度。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 二、测试工艺文件1.输出频率准确度1)信号源通电，测试仪器通电，预热约10分钟；2)按照图1，连接信号源与测试仪器；3)信号源输出波形置“正弦”或“脉冲”，输出幅度置“1V”；直流偏置置零。4)通用计数器置相应的状态和功能，显示被测信号频率（或周期）的有效位数应满足测试信号源的准确度要求。5)在规定的预热时间后，调节信号源输出频率，分别在每个波段选取高、中、低3个频率点进行频率测量，频率误差按式计算。v v
7、v 式中：被测信号源输出频率标称值；频率实际值；v 6)记录测试数据%100ssbfffbfsfsf应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设v（图（图1）应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 2.幅度平坦度测试1)信号源通电，测试仪器通电，预热约10分钟；2)按照图2，连接信号源与测试仪器；这里的测试仪器还可选用毫伏表；3)信号源输出波形置“正弦”、幅度置最大，或“1V”，直流偏置置零，频率分别取10Hz,100Hz,1KHz，100Hz，10KHz，1MHz；4)电压表或示波器分别置相应的功能和状态。5)调节信号源输出频率，依次
8、读取电压表或示波器相应的电压值，幅度平坦度按式（2）或式（3）计算。：Vi各频率点电压实际值；V01kHz基准频率点电压实际值%100004VVVi04lg20VVi应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试注意：信号源平坦度的测试通常需带有50的假负载，实际测试中我们也可以空载测试。低频函数信号发生器性能测试应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 3正弦波失真系数测试1)信号源通电，测试仪器通电，预热约10分钟2)按照图3，连接信号源与测试仪器；3)信号源输出波形置“正弦”、幅度置最大，直流偏置置零，频率分
9、别为10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz、200kHz、2MHz 4)失真度仪置相应的功能和状态，分别测出各频率点的失真系数。5)记录测试结果。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设v 图（3）v 注意：这里我们进行的是空载测试 应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 4.脉冲上升（下降）沿时间测试v 1)信号源通电，测试仪器通电，预热约10分钟；v 2)按照图2，连接信号源与测试仪器；（这里的测试仪器也可选通用计数器）v 3)信号源输出波形置“方波”（或脉冲波），幅度5Vp-p，频率“10kHz”，直流偏置置
10、零。v 4)调节示波器扫描因数微调置校准位置，使被测波形占满屏幕的80%，读取稳态幅度10%90%（或90%10%）部分所对应的时间，按式（4）计算上升（下降）沿时间 t r=LK (4)式中：L上升（下降）沿部分所占水平刻度；K示波器扫描时间因数。应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试5)读取波形过冲幅度，按式（5）计算过冲 （5）式中：b被测波形过冲幅度；H稳态脉冲幅度。%100Hbs应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 5.脉冲占空比系数测量1)信号源通电，测试仪器通电，预热约10分钟；2)按照图
11、2，连接信号源与测试仪器；（这里的测试仪器也可选通用计数器）3)信号源输出波形置“脉冲波”，幅度幅度5Vp-p，频率“10kHz”，直流偏置置零，占空系数分别置最大、最小。4)用示波器分别测量相应的脉冲宽度及脉冲周期，占空系数按式（6）计算。（6）式中：被测信号脉冲宽度；T被测信号脉冲周期。5)记录测试结果%100TC应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 概述v EE1641B型 函数信号发生器是一种精密的测试仪器，因其具有连续信号、扫频信号、函数信号、脉冲信号等多种输出信号和外部测频功能，故定名为函数信号发生器/计数器。本仪器是电子工程师、电子
12、实验室、生产线及教学、科研需配备的理想设备。v EE1641B函数信号发生器为 波段式（按十进制分类共分七档）的低频函数信号发生器，采用大规模单片集成精密函数发生器电路，使得该机具有很高的可靠性及优良性能/价格比。v EE1641B函数信号发生器基本功能：v 1）主函数信号输出（包括正弦、方波、三角波对称与不对称输出）v 2）TTL信号输出及CMOS信号输出v 3）扫频信号输出v 4）外测频功能（计数器功能）应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试三、EE1641B型函数信号发生器主要技术参数的测试v 1测试准备v 阅读测试工艺文件，测试仪器通电预热，
13、大约10分钟.应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试2测试过程1)输出频率准确度测试a)按照测试工艺，信号源通电，测试仪器通电，预热约10分钟；b)连接信号源与测试仪器；c)在规定的预热时间后，信号源输出波形开关置“正弦”，直流偏置置零；d)调节信号源输出频率，分别在每个波段选取高、中、低三个频率点，用计数器测出其频率值；e)信号源输出波形分别置“方波”或“三角波”，直流偏置置零，重复上述第4步的操作；f)在表1中记录测试结果应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资
14、源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 2)幅度平坦度测试v a)按照测试工艺，信号源通电，测试仪器通电，预热大约10分钟；v b)连接信号源与测试仪器；v c)在规定的预热时间后，信号源输出波形置“正弦”、幅度置1V,直流偏置置零，频率分别取10Hz,100Hz,1KHz，100Hz，10KHz，1MHz；v 4)依次读取电压表或示波器相应的电压值；计算幅度平坦度。v 5)在2表中记录测试结果,应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 3)正弦波失真系数测试v a)按照测试工艺，信号源通电，测试仪器通电，预热大约10分钟；v b)连接被测信号源与
15、测试仪器；v c)在规定的预热时间后，信号源输出波形置“正弦”、幅度置最大，直流偏置置零，频率分别设置为“10Hz”、“100Hz”“1kHz”、“10kHz”、“100kHz”、“200kHz”；分别测试各频率点的失真系数。v d)在表3中记录测试结果应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设低频函数信号发生器性能测试v 4)脉冲上升（下降）沿时间测试v a)按照测试工艺，信号源通电，测试仪器通电，预热大约10分钟；v b)连接信号源与测试仪器；v c)在规定的预热时间后，信号源输出波形置“方波”（或脉冲波），输出幅度置5Vp-p，频率置“10KHz”，直流偏置置零；v d)调节示波器扫描因数微调置校准位置，使被测波形占满屏幕的80%，读取稳态幅度10%90%（或90%10%）部分所对应的时间，按公式（4）计算上升（下降）沿时间，（或使用SP312B通用计数器直接进行测量）；v e)读取波形过冲幅度，按式（5）计算过冲；v f)在表4中记录测试结果.应应用用电电子子技技术术专专业业教教学学资资源源建建设设v 课堂小结
