一、信號發生器的主要功能和作用
在電子線路的測試和調整過程中,經常需要輸入模擬該電路工作時的信號,這就要用到信號發生器,信號發生器是產生各種信號的設備,凡能產生符合一定技術特性的測試信號源,統稱為信號發生器。
信號發(fa)生器在(zai)發(fa)明之初,主要(yao)功能(neng)是產生不同頻率信號,利(li)用這一(yi)點,可將(jiang)其用于調節射(she)頻匹配電路(lu)。后來隨著(zhu)發(fa)展,信號發(fa)生器的(de)功能(neng)得(de)到了增強,逐漸將(jiang)其用于信號質(zhi)量的(de)檢(jian)測(ce)上面,可定性的(de)分析一(yi)些簡單的(de)射(she)頻電路(lu)。
隨(sui)著電子(zi)技(ji)術已經進入到了數字時代,數字電路、集成芯片飛速(su)發(fa)展,現(xian)(xian)在的(de)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)內部電路基(ji)本采用的(de)是(shi)數字電路來實現(xian)(xian)的(de),使(shi)得信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)產生(sheng)(sheng)的(de)信(xin)號(hao)頻率(lv)和(he)波(bo)形(xing)的(de)精度得到極大的(de)提高,同時還(huan)可實現(xian)(xian)變頻功能,逐漸成為(wei)電工電子(zi)測試(shi)領域應用最(zui)為(wei)廣泛的(de)儀器(qi)之一。
二、信號發生器的分類有哪些
隨著現代電子技(ji)術(shu)和電工技(ji)術(shu)的(de)迅猛發展和需要,信(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi)的(de)頻段不斷地展寬,用途不斷擴大,性能(neng)不斷提高,因此其(qi)種類(lei)(lei)也越來越多,很難將某(mou)一型式的(de)信(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi)歸屬于某(mou)一類(lei)(lei)型信(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi)。一般來說,信(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi)可按(an)照(zhao)以下(xia)方(fang)法進行(xing)分(fen)類(lei)(lei):
1、按頻段分
超低頻(0.001 ~1000Hz)信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi);低頻(1Hz~1MHz)信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi);視頻(20Hz ~10MHz)信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi);高頻(0.1~30MHz)信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi);甚高頻( 30~300MHz)信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi);超高頻(300~1000MHz)信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi);微波(1GHz以上(shang))信號(hao)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)。
雖然按(an)頻(pin)段分為上述幾(ji)種(zhong),但目(mu)前許多(duo)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)都能工(gong)作(zuo)在(zai)極(ji)寬的(de)頻(pin)率范圍內(nei)。從(cong)數十(shi)千赫茲(zi)到(dao)1GHz或更(geng)高頻(pin)率的(de)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi),就很難將其歸(gui)于那一頻(pin)段的(de)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi)。因(yin)而,使用中常簡單分為如下幾(ji)種(zhong)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi):低頻(pin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi),頻(pin)率在(zai)1MHz以下;射頻(pin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi),頻(pin)率在(zai)數十(shi)千赫茲(zi)到(dao)1GHz;微(wei)波信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)器(qi),頻(pin)率在(zai)1GHz以上。
2、按輸出波形分
(1)正弦信(xin)號發生(sheng)器(qi):輸出幅度(du)隨時間呈正弦(或(huo)余弦)關系變化的信(xin)號發生(sheng)器(qi)。該(gai)信(xin)號發生(sheng)器(qi)應用廣、數量多、頻(pin)(pin)段范圍也很寬(從甚低頻(pin)(pin)到微波頻(pin)(pin)段)。
(2)函數(shu)發(fa)生器(qi):一(yi)種頻(pin)率能在較寬(kuan)的(de)范圍(wei)內連續可(ke)調(diao)(diao),輸出(chu)方波(bo)(bo)、三(san)角(jiao)波(bo)(bo)、正弦(xian)波(bo)(bo)、鋸齒(chi)波(bo)(bo)、雙脈沖波(bo)(bo)及(ji)梯(ti)形(xing)波(bo)(bo)等多種波(bo)(bo)形(xing)的(de)信號(hao)發(fa)生器(qi)。它的(de)頻(pin)段很(hen)寬(kuan),與超低頻(pin)正弦(xian)波(bo)(bo)信號(hao)發(fa)生器(qi)一(yi)樣(yang)適用(yong)于自(zi)動控制和(he)電(dian)子設備的(de)調(diao)(diao)試(shi)和(he)檢(jian)修工作。
(3)脈(mo)沖(chong)(chong)信(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi):指的是矩(ju)形(xing)脈(mo)沖(chong)(chong)發生(sheng)(sheng)器(qi),基本輸出信(xin)號(hao)是矩(ju)形(xing)脈(mo)沖(chong)(chong)。其主(zhu)要(yao)工作特性是重復(fu)頻(pin)率(lv)、脈(mo)沖(chong)(chong)寬度、脈(mo)沖(chong)(chong)幅度、上升時間(jian)和(he)上沖(chong)(chong)等,輸出極(ji)性常可轉(zhuan)換。脈(mo)沖(chong)(chong)信(xin)號(hao)發生(sheng)(sheng)器(qi)除(chu)廣泛應用于(yu)調試雷達(da)、電(dian)視、多(duo)路(lu)通(tong)信(xin)系統(tong)以外(wai),對于(yu)調試與檢(jian)修數字(zi)式多(duo)種電(dian)子儀器(qi)也是十分重要(yao)的輔助設備(bei)。主(zhu)要(yao)產生(sheng)(sheng)波(bo)形(xing)有(you)方(fang)波(bo)、矩(ju)形(xing)波(bo)、三角波(bo)和(he)鋸齒波(bo)等多(duo)種。
(4)其他類型(xing)的(de)信(xin)號(hao)發生(sheng)器,如CA102S型(xing)模(mo)擬量信(xin)號(hao)發生(sheng)器,可模(mo)擬輸出4-20mA,1~5V,0~400歐電阻(zu)等。
3、按性能分
(1)信號(hao)源:用來提供(gong)測試(shi)設(she)備或其他電子設(she)備的高頻能量,以便進行(xing)計量與測試(shi),具(ju)有較(jiao)大的輸出(chu)功率(lv),性能指(zhi)標要求一般,這(zhe)類設(she)備屬于(yu)信號(hao)發(fa)生器,或稱為簡易信號(hao)發(fa)生器。
從(cong)用(yong)戶的角度(du)來(lai)(lai)看,此(ci)類(lei)信號發生(sheng)器都是用(yong)來(lai)(lai)提供一個(ge)無線(xian)電信號,其(qi)強弱可依用(yong)戶的需(xu)要來(lai)(lai)調節,而無需(xu)精確地知(zhi)道其(qi)數(shu)值(zhi),做這一類(lei)用(yong)途的信號發生(sheng)器通常(chang)不一定要求計量檢(jian)定。
(2)標(biao)準(zhun)(zhun)信號(hao)(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)生(sheng)器:對(dui)于(yu)標(biao)準(zhun)(zhun)信號(hao)(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)生(sheng)器,要求具(ju)有輸(shu)出(chu)信號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)頻率穩定(ding)、電(dian)平能穩幅和調制系數(shu)可(ke)在一定(ding)范(fan)圍內調節,并(bing)能準(zhun)(zhun)確(que)讀數(shu)、屏蔽良(liang)好的(de)特點(dian)。標(biao)準(zhun)(zhun)信號(hao)(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)生(sheng)器的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓通常是不(bu)大的(de),而且能夠輸(shu)出(chu)既(ji)準(zhun)(zhun)確(que)而又足夠小(xiao)的(de)(微(wei)伏量(liang)(liang)級)電(dian)壓,以滿(man)足計量(liang)(liang)測(ce)(ce)試的(de)需要。此類信號(hao)(hao)(hao)(hao)發(fa)(fa)生(sheng)器作(zuo)為測(ce)(ce)量(liang)(liang)儀器,必須知道各參數(shu)的(de)精確(que)數(shu)值,因而必須對(dui)它進行(xing)計量(liang)(liang)檢(jian)定(ding),否則不(bu)能保證(zheng)測(ce)(ce)試的(de)準(zhun)(zhun)確(que)性。
4、按調制類型分
測試中所用的信號發生器,常需要提供有一定調(diao)(diao)(diao)(diao)制(zhi)形式的信(xin)(xin)號(hao)。因此,對信(xin)(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器可按(an)調(diao)(diao)(diao)(diao)制(zhi)類型(xing)分為調(diao)(diao)(diao)(diao)幅、調(diao)(diao)(diao)(diao)頻(pin)、脈(mo)沖(chong)調(diao)(diao)(diao)(diao)制(zhi)及(ji)組合調(diao)(diao)(diao)(diao)制(zhi)等。高頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器一般是(shi)調(diao)(diao)(diao)(diao)幅的,甚高頻(pin)信(xin)(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器應(ying)有調(diao)(diao)(diao)(diao)幅和調(diao)(diao)(diao)(diao)頻(pin),超高頻(pin)和微波信(xin)(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器應(ying)有脈(mo)沖(chong)調(diao)(diao)(diao)(diao)制(zhi)。
此外,可以按產(chan)生頻率的(de)方法分為普(pu)通信號(hao)(hao)發(fa)生器(qi)、掃頻信號(hao)(hao)發(fa)生器(qi)和程(cheng)控(kong)信號(hao)(hao)發(fa)生器(qi)。后(hou)兩種廣(guang)泛應用(yong)于(yu)自(zi)動或半自(zi)動測試系(xi)統。