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数字合成信号发生器的工作原理

更新时间:2014-12-01      浏览次数:1420

数字合成信号发生器没有振荡元件,是用数字合成方法产生一连串数据流,再经过数- 模转换产生预先设定的模拟信号,即利用程序软件产生所需的信号,其原理框图如图8-5所示。

 

波形合成原理:例如要产生一个正弦波,首先将函数y= sinx进行数字量化,再以x为地址,y为量化数据,依次存人波形存储器。

数字合成信号发生器是使用相位累加技术控制波形存储器的地址,在每个采样周期中, 数字合成信号发生器都把一个相位增量,累加到相位累加器的当前结果上,通过改变相位增量而使输出的频率发生改变;再根据相位累加器输出的地址,由波形存储器取出波形量化数据,经数-模转换器和运放转换成模拟信号电压。但是波形数据是简短的采样数据,输出是一个阶梯形的正弦波,必须经过低通滤波器滤除波形中的高次谐波,才可变为连续的,可供使用的正弦波。 

正弦波的输出幅度是由幅度控制器控制的,它将低通滤波器输出的满幅度信号,按照设定的要求进行比例衰减,经过功率放大器放大后,送至输出端口。微处理器是整机的控制中心,通过键盘控制各个模块工作,实现其输出设置。

8.4低频信号发生器

8.4.1低频信号发生器的组成

低频信号发生器组成框图如图8-6所示,主要包括主振器、缓冲放大器、电平调节器、 功率放大器、输出衰减器、阻抗变换器和输出指示器等部分。

 

1.主振器

主振器是低频信号发生器的核心部分,产生频率可调的正弦信号,它决定了信号发生器的有效频率范围和频率稳定度。低频信号发生器中产生振荡信号的方法有多种,现代低频信号发生器中, 主振器常采用文氏电桥振荡电路。其原理框图如图 8-7所示。

 

2. 缓冲放大器

缓冲放大器兼有缓冲和电压放大的作用。缓冲是为了将后级电路与主振器隔离,防止后级电路、负载等的变化对主振器的影响,保证主振频率稳定,一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。

3. 功率放大器

 

功率放大器用来对电平调节器送来的电压信号进行功率放大,使之达到额定的功率输出,驱动低阻抗负载。通常采用电压跟随器或BTL电路等。

4. 输Hi衰减器

图8-8所示电路为低频信号发生器中zui常用的输出衰减器。由电位器RP取出一部分信号电压加于及R1~R8组成的步进衰减器,调节电位器或调节波段开关S所接的档位,均可使衰减器输出不同电压。

5. 阻抗变换器

阻抗变换器用于匹配不同阻抗的负载,以便在 负载上获得zui大输出功率。

6. 输出指示

输出指示用来指示输出端输出电压的幅度,或对外部信号电压进行测量,可能是指计式电压表、数码LED或LCD。 

8.4.2低频信号发生器的主要性能指标

通常,低频信号发生器的主要工作特性如下:

1) 频率范围:一般为20Hz ~1MHz,连续可调。

2) 频率准确度:±(1 ~3)%。

3) 频率稳定度:优于0. 1%。

4) 输出电压:0 ~10V连续可调。

5) 输出功率:0.5 ~5W连续可调。

6) 非线性失真范围:0. 1% ~1%。

7) 输出阻抗:50, 750,600,5k。

8) 输出形式:平衡输出与不平衡输出。

8.4.3低频信号发生器的使用要点

其使用要点如下:

1) 了解面板。

2) 注意正确的操作步骤。

信号发生器的使用包括如下步骤:

1) 开机准备。

2) 选择频率。

3) 输出阻抗的配接。

4) 选择输出电路的形式。

5) 输出电压的调节和测读。

 

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