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频率特性的测试
&&控制系统实验报告,自动控制原理实验报告,频率特性的测试
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第三章 信号发生器
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新闻中心您的位置： & >移动信号发生器原理特点和使用方法
&移动信号发生器原理移动信号发生器的主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。输出信号的频率通过对内部晶体振荡器频率进行算术运算获得。合移动信号发生器具有暑促频率范围宽、频率分辨力高、频率稳定度和准确度高、频率转换速度快等特点，并且有良好的输出特性及多种调制功能。广泛应用在科研、生产、计量等部门。&移动信号发生器的使用方法移动信号发生器可以产生重复频率、脉冲宽度及幅度均为可调的脉冲信号，广泛应用于脉冲电路、数字电路的动态特性测试。一般都以矩形波为标准信号输出。移动信号发生器的种类繁多，性能各异，但内部基本电路应包括图1所示的几个部分。主振级一般由无稳态电路组成，产生重复频率可调的周期性信号。隔离级由电流开关组成，它把主振级与下一级隔开，避免下一级对主振级的影响，提高频率的稳定度。脉宽形成级一般由单稳态触发器和相减电路组成，形成脉冲宽度可调的脉冲信号。放大整形级是利用几级电流开关电路对脉冲信号进行限幅放大，以改善波形和满足输出级的激励需要。输出级满足脉冲信号输出幅度的要求，使脉冲信号发生器具有一定带负载能力。通过衰减器使输出的脉冲信号幅度可调。
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信号发生器(教学完整版)研讨.ppt 32页
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信号发生器(教学完整版)研讨
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第三章 信号发生器
扫频信号发生器
陈元威（）
扫频信号发生器的定义和用途
扫频信号发生器是一种输出信号的频率随时间在一定范围内反复变化正弦信号发生器，它是频率特性测试仪（扫频仪）的核心，主要用于直接测量各种网络的频率响应特性。 3.5.1　线性电路幅频特性的测量
正弦稳态下的系统函数或传输函数N( jω)反映了该系统激励与响应间的频率关系， 即
1. 点频法测量幅频特性
所谓点频法就是“逐点”测量幅频特性或相频特性的方法
图3.5-1　点频法测量系统的幅频特性
ui为正弦信号源， 接于被测电路输入端， 由低到高不断改变信号源频率， 信号电压不应超过被测电路的线性工作范围， 用测量仪器在各个频率点上测出输出信号与输入信号的振幅比(幅频特性)和相位差(相频特性)。
以f为横坐标， 以振幅比(或相位差)为纵坐标， 就可以逐点描绘出电路的频率特性曲线。
这种快速、 直观的测量方法就是扫频法测量的基本思想。 提供频率可自动连续变化的正弦波信号源称为扫频信号源或扫频振荡器。
2. 扫频法测量幅频特性
在原理框图中， 除被测网络外， 其余部分通常都安装于称为频率特性测试仪(也称扫频仪)的同一仪器中。
扫频信号发生器实际上是频率可控的正弦振荡器， 如压控振荡器(VCO)， 它的振荡频率受扫描电压us控制。
若扫描电压为三角波(图b)， 则扫频信号发生器的瞬时频率在扫描正程期间将随扫描电压的线性增加由fmin线性地变到fmax， 在回扫期间， 又由fmax线性地变到fmin， 如此周期性反复， 而扫描信号的幅度则始终保持不变。
常用的扫描信号还有锯齿波和对数型波等。 二极管峰值检波电路
振幅不变而频率在一定范围内连续变化的正弦信号加到被测网络(例如调谐放大器)的输入端。
由于调谐放大器的增益随频率而变， 因此其输出信号uo的振幅也将随频率而改变， uo的包络就反映了该放大器的幅频特性(图d)。
uo经峰值检波器检出输出信号的包络 (图e)
将经峰值检波器检出输出信号的包络 uo’ 送至示波管的垂直偏转系统， 同时扫描信号us加到示波管的水平系统作为扫描时基信号。
由于扫频信号ui的瞬时频率和水平扫描电压us的瞬时值一一对应， 因此示波管的水平轴成为线性的频率坐标轴。 这样在us和 uo’ 的共同作用下， 示波管荧光屏上就直接显示出该调谐放大器的幅频特性。
与点频法相比， 扫频法具有以下优点： 　　(1) 可实现网络的频率特性的自动或半自动测量。 　　(2) 由于扫频信号的频率是连续变化的， 因此所得到的被测网络的频率特性曲线也是连续的， 不会出现由于点频法中的频率点离散而遗漏掉人们感兴趣的某些“细节”问题。
(3) 点频法是人工逐点改变输入信号的频率， 速度慢， 得到的是被测电路稳态情况下的频率特性曲线。
扫频测量法是在一定扫描速度下获得被测电路的动态频率特性。 扫频法更符合被测电路的应用实际。
3.5.2　扫频仪的基本构成　　1. 扫频仪的基本方框图　
时基系统产生一个扫描信号， 由该信号控制一个可调谐的连续振荡源以产生频率随时间变化的正弦信号， 频率变化的规律就取决于扫描信号。
若扫描信号是锯齿波或三角波(这是最常用的情况)， 则扫频规律呈线性， 或者说扫频振荡器输出正弦信号的瞬时频率随时间线性增加或降低。
有些场合也使用对数型扫描信号， 则扫频规律呈现对数性。
扫频信号施加于被测网络输入端， 输出响应经检波， 包络上加上频标信号， 就可在示波管荧光屏上的频率特性曲线上找到对应的频率。
扫频振荡器是扫频仪的主要部分， 实际上它是一个调频振荡器， 在时基系统产生的扫描信号(即调频的调制信号)的作用下， 产生频率随时间按一定规律变化的扫频振荡， 并利用电平限制电路及自动幅度控制电路
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过按键选择定点测量或特定频率段扫频测量，并能通过LCD显示预置频率、电机试验网络前后信号幅值、相位差及其极性，还可在示波器上显示幅频特性和相频特性曲线。此外，可以方便地实现定点测量及特定频率段测量，能够很好地帮助理解频率特性，且其可扩展性好，设计出来的产品体积小，易携带，适合教学等领域的应用。
&设参考频率源频率为fclk，采用计数容量为2N的相位累加器(N为相位累加器...
频率特性分析仪可以对被测网络的频率特性进行快速的动态测量，得出被测网络传输特性，并将测量结果以数据或图形的形式实时显示。传统的扫频仪大多结构复杂、体积庞大、价格昂贵且操作复杂。因此，具有低成本、数字化、智能化、高性能的频率特性分析仪的需求日益扩大。一种基于DSP和DDS技术的新型数字合成扫频仪的设计被提出。
系统使用DDS技术设计高精度的扫频信号源，采用模拟检波和鉴相方法...
虚拟示波器的显示方式
为了满足自动控制不同实验的要求我们提供了示波器的四种显示方式。
（1）示波器的时域显示方式
（2）示波器的相平面显示（X-Y）方式
（3）示波器的频率特性显示方式有对数幅频特性显示、对数相频特性显示（伯德图），幅
相特性显示方式（奈奎斯特图），时域分析（弧度）显示方式。
(4) 示波器的计算机控制显示方式
虚拟示波器的使用
一．设置...
　　传统扫频仪的信号源大多采用LC 电路构成的振荡器，大量使用分立元器件来实现各功能，显示部分采用传统的扫描显示器。因此传统结构的扫频仪不仅结构复杂、体积庞大、价格昂贵、操作复杂，而且由于各元件分散性大，参数变化容易受外部环境变化影响，精度不高。目前，以Agilent 等为代表的仪器生产厂家提供了多种高性能的频率特性测试仪。但其产品主要集中在射频、微波等高频领域，中低...
　　传统扫频仪的信号源大多采用LC 电路构成的振荡器，大量使用分立元器件来实现各功能，显示部分采用传统的扫描显示器。因此传统结构的扫频仪不仅结构复杂、体积庞大、价格昂贵、操作复杂，而且由于各元件分散性大，参数变化容易受外部环境变化影响，精度不高。目前，以Agilent 等为代表的仪器生产厂家提供了多种高性能的频率特性测试仪。但其产品主要集中在射频、微波等高频领域，中低...
　　频率特性测试仪也叫扫描仪，早期的频率特性测试仪是通过手动改变频率的方法逐点测量完成的，后来按照这种方法设计了专门的扫描仪用于频率特性的测量。早期的测量仪大都采用分立元件来实现各种功能，显示部分也是用传统的示波器。所以体积大、设备重、故障率高、操作复杂、价格昂贵，有的只能测量幅频特性，且精度不高。像BT6型超低频频率特性测试仪，就是采用分立元件。由于分立元件...
正弦信号发生器：正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式...
）发生器，其很像之前一篇文章中的白噪声源。如果在低于PRS时钟频率5%之处过滤噪声，则白噪声输出为随机输出（即，频率及高斯振幅相同）。面向声频频带介于20Hz~20kHz之间的粉红噪声发生器可以满足随机性要求，而且能够修整模拟输出的频率含量。 粉红噪声的频率特性以每倍频程3dB或每十倍程10dB的速度衰落。其为单极低通滤波器速度的一半。滤波电路比简单的R-C稍微复杂一点。通...
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（1）：由于放大电路中存在电抗元件C，因此它对不同频率呈现的阻抗不同，所以放大电路对不同频率成分的放大倍数和相位移不同。放大倍数与频率的关系称为幅频关系；相位与频率的关系称为相频关系。放大电路工作在中频区时，电压的放大倍数基本不随频率变化，保持一常数。低频区：当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时,我们称此时的频率为下限...
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