模拟函数信号发生器(函数信号发生器实验原理)

海潮机械 2023-01-19 22:41 编辑:admin 270阅读

1. 函数信号发生器实验原理

函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时,以及测量元器件的特性与参数时,用作测试的信号源或激励源。它能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波,所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。当输入端输入小信号正弦波时,该信号分两路传输,一路完成整流倍压功能,提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端,完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理,变换成方波后经输出,输出端为可调电阻。

2. 函数信号发生器的实验研究与设计

信号发生器的正输入端接C5输入口,负输入端接GND,示波器A相正输入接信号发生器输入端,示波器B相输入接U3输出口,示波器两个负是入口接GND

3. 函数信号发生器原理图

信号发生器输出接入用示波器监看波形,波形选择正弦波,选择合适的频率,调整输出直流电平至2.5V,调整输出幅度Vp-p(峰峰值)至5V,微调两个旋钮,使Vp-p是0-5V。

4. 实验一函数信号发生器了解信号发生器的操作方法

信号发生器按传统工作频段分类,有超低频信号发生器、低频信号发生器、高频信号发生器、微波信号发生器。

超低频信号发生器一般是指工作频率下潜到0.1Hz以下的信号发生器,一般用于专业上的特殊用途。

低频信号发生器一般是指工作频率主要在1Hz~1MHz的信号发生器,多用于音频领域。

高频信号发生器,也叫射频信号发生器,一般是指工作频率从100kHz到几百兆赫的信号发生器(目前频率高的可以达到几吉赫兹),多用于通信和测量领域。

微波信号发生器一般是指工作频率高达数吉赫兹到几十吉赫兹的信号发生器,多用于雷达领域。

随着频率合成技术和电路的发展,很多信号发生器都可提供更大的频率覆盖范围,一机多能,频段的划分渐渐成为一个模糊的观念。

例如常用的Agilent 33250A函数发生器就可以工作在1μHz~80MHz的范围,包含传统的超低频、低频、音频和HF频段。

信号发生器按频率产生机制,分有LC振荡器信号发生器、压控振荡信号发生器、频率合成信号发生器。具体在上文中已有详述。

目前低端的廉价信号发生器多采用LC振荡器,中低端的函数信号发生器多采用压控振荡器,中高档的信号发生器多采用DDS频率直接合成技术。

随着DDS技术的普及和芯片价格的下降,越来越多的信号发生器采用DDS技术,并有向入门级产品发展的趋势。近期,很多一两千元的函数信号发生器也开始使用DDS技术。

信号发生器按功率输出,可以分为简易信号发生器、标准信号发生器、功率信号发生器。

简易信号发生器在信号输出幅度控制上比较简单,只使用一个简易衰减器,对输出的信号不能直接量化控制。

标准信号发生器在信号输出幅度上有严格的控制,能提供准确的输出幅度读数。

一般高频标准信号发生器输出幅度在-127~+23dBm。

功率信号发生器则提供较大的功率输出,一般在+20dBm以上,功率大的可达几瓦到几十瓦。信号发生器按照产生信号类型可以分为正弦信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器、随机信号发生器、专用信号发生器。

正弦信号发生器提供最基本的正弦波信号,可以作为参考频率和参考幅度信号,用于增益和灵敏度的测量以及仪器的校准。

常见的高频信号发生器和标准信号发生器都属于此类。

函数信号发生器可以产生各种函数波形信号,典型的有方波、正弦波、三角波、锯齿波、脉冲等。

函数信号发生器一般工作频率不高,频率上限在几兆赫到一二十兆赫,频率下限很低,大多可以低于0.1Hz。函数信号发生器用途非常广泛,科学实验、产品研发、生产维修、IC芯片测试中都能见到它的身影。

脉冲信号发生器和随机信号发生器多用于专业场合。

专用信号发生器是产生特定制式信号的专用仪器,如常见的电视信号发生器、立体声信号发生器等。

高端信号发生器有矢量信号源、基带信号源,主要应用在航空、国防等尖端领域,价格也非常昂贵。

5. 函数信号发生器的基本原理

信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。

信号发生器在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时,以及测量元器件的特性与参数时,用作测试的信号源或激励源。

信号发生器用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。

在测试、研究或调整电子电路及设备时,为测定电路的一些电参量,如测量频率响应、噪声系数,为电压表定度等,都要求提供符合所定技术条件的电信号,以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。

当要求进行系统的稳态特性测量时,需使用振幅、频率已知的正弦信号源。

当测试系统的瞬态特性时,又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。

并且要求信号源输出信号的参数,如频率、波形、输出电压或功率等,能在一定范围内进行精确调整,有很好的稳定性,有输出指示。

信号源可以根据输出波形的不同,划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。

正弦信号是使用最广泛的测试信号。

这是因为产生正弦信号的方法比较简单,而且用正弦信号测量比较方便。

正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。

6. 函数信号发生器实验原理视频

函数信号发生器使用方法

A、将函数信号发生器接入交流220V,50Hz电源,按下电源开关,指示灯亮。

B、按下所需波形的选择功能开关。

C、在需要输出脉冲波时,拉出占空比调节开关,调节占空比可获得稳定清晰波形。此时频率为原来的1/10,正弦和三角波状态时按入占空比开关旋钮。

D、当需要小信号输出时,按入衰减器。

E、调节幅度旋钮至需要的输出幅度。

F、当需要直流电平时拉出直流偏移调节旋钮,调节直流电平偏移至需要设置的电平值,其它状态时按入直流偏移调节旋钮,直流电平将为零。