电子测量技术与仪器(第3版)
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2.1 信号发生器的分类及指标

在电子电路测量中,需要各种各样的信号源,根据测量要求的不同,信号源大致可分为三大类:正弦信号发生器、函数(波形)信号发生器和脉冲信号发生器。正弦信号发生器具有波形不受线性电路或系统影响的特点,因此,正弦信号发生器在线性系统中具有特殊的意义。

2.1.1 按正弦信号频段分类

按频段分类,有:[1]超低频信号发生器0.001~1000Hz; [2]低频信号发生器1Hz~1MHz; [3]视频信号发生器20Hz~10MHz; [4]高频信号发生器30kHz~30MHz; [5]超高频信号发生器4~300MHz。

按性能分类,有:信号发生器和标准信号发生器。标准信号发生器要求提供的信号有准确的频率和电压,有良好的波形和适当的调制。

2.1.2 正弦信号发生器的主要质量指标

1.频率指标

(1)有效频度范围:指信号源各项技术指标都能得到保证时的输出频率范围,在这一范围内频率要连续可调。

(2)频率准确度:指信号源频率实际值对其频率标称值的相对偏差。普通信号源的频率准确度一般在|±1%|~|±5%|的范围内,而标准信号源的频率准确度一般优于普通信号源0.1%~1%。

(3)频率稳定度:指在一定时间间隔内,信号源频率准确度的变化情况。由于使用要求的不同,各种信号源频率的稳定度也不一样。一般信号源频率稳定度应比所要求的信号源频率准确度高1~2数量级。由频率可变的LC或RC振荡器作为主振的信号源,其频率稳定度一般只能做到10-4量级左右。而目前在信号源中因广泛采用锁相频率合成技术,则可以把信号源的频率稳定度提高2~3个量级。

2.输出指标

(1)输出电平范围:这是表征信号源所能提供的最小和最大输出电平的可调范围。一般标准高频信号发生器的输出电压为0.1μV~1V。

(2)输出稳定度:有两个含义,一个是指输出对时间的稳定度;另一个是指在有效频率范围内调节频率时,输出电平的变化情况。

(3)输出阻抗:信号源的输出阻抗视类型不同而异,低频信号发生器一般有输出阻抗匹配变压器,可有几种不同的输出阻抗,常见的有50Ω, 75Ω, 150Ω, 600Ω和5kΩ等。高频或超高频信号发生器一般为50Ω或75Ω不平衡输出。

3.调制指标

(1)调制频率:很多信号发生器既有内调制信号发生器,又可以外接输入调制信号。内调制信号的频率一般是固定的,有400Hz和1000Hz两种。

(2)寄生调制:信号发生器工作在未调制状态时,在输出的正弦波中,有残余的调幅调频,或调幅时有残余的调频,调频时有残余的调幅,统称为寄生调制。作为信号源,这些寄生调制应尽可能小。

(3)非线性失真:一般信号发生器的非线性失真应小于1%,某些测量系统则要求优于0.1%。