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信號(hào)發(fā)生器也稱(chēng)信號(hào)源,是用來(lái)產(chǎn)生振蕩信號(hào)的一種儀器,為使用者提供需要的穩(wěn)定、可信的參考信號(hào),并且信號(hào)的特征參數(shù)完全可控。所謂可控信號(hào)特征,主要是指輸出信號(hào)的頻率、幅度、波形、占空比、調(diào)制形式等參數(shù)都可以人為地控制設(shè)定。
1、正弦信號(hào)發(fā)生器
正弦信號(hào)主要用于測(cè)量電路和系統(tǒng)的頻率特性、非線性失真、增益及靈敏度等。按頻率覆蓋范圍分為低頻信號(hào)發(fā)生器、高頻信號(hào)發(fā)生器和微波信號(hào)發(fā)生器;按輸出電平可調(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定度分為簡(jiǎn)易信號(hào)發(fā)生器(即信號(hào)源)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器(輸出功率能準(zhǔn)確地衰減到-100分貝毫瓦以下)和功率信號(hào)發(fā)生器(輸出功率達(dá)數(shù)十毫瓦以上);按頻率改變的方式分為調(diào)諧式信號(hào)發(fā)生器、掃頻式信號(hào)發(fā)生器、程控式信號(hào)發(fā)生器和頻率合成式信號(hào)發(fā)生器等。
2、低頻信號(hào)發(fā)生器
包括音頻(200~20000赫)和視頻(1赫~10兆赫)范圍的正弦波發(fā)生器。主振級(jí)一般用RC式振蕩器,也可用差頻振蕩器。為便于測(cè)試系統(tǒng)的頻率特性,要求輸出幅頻特性波形失真小。
3、高頻信號(hào)發(fā)生器
頻率為100千赫~30兆赫的高頻、30~300兆赫的甚高頻信號(hào)發(fā)生器,一般采用LC調(diào)諧式振蕩器,頻率可由調(diào)諧電容器的度盤(pán)刻度讀出,主要用途是測(cè)量各種接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo),輸出信號(hào)可用內(nèi)部或外加的低頻正弦信號(hào)調(diào)幅或調(diào)頻,使輸出載頻電壓能夠衰減到1微伏以下,高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)電平能準(zhǔn)確讀數(shù),所加的調(diào)幅度或頻偏也能用讀出。此外,儀器還有防止信號(hào)泄漏的良好屏蔽。
4、微波信號(hào)發(fā)生器
從分米波直到毫米波波段的信號(hào)發(fā)生器,信號(hào)通常由帶分布參數(shù)諧振腔的超高頻三極管和反射速調(diào)管產(chǎn)生,但有逐漸被微波晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管和耿氏等固體器件取代的趨勢(shì),儀器一般靠機(jī)械調(diào)諧腔體來(lái)改變頻率,每臺(tái)可覆蓋一個(gè)倍頻程左右,由腔體耦合出的信號(hào)功率一般可達(dá)10毫瓦以上,簡(jiǎn)易信號(hào)源只要求能加1000赫方波調(diào)幅,而標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器則能將輸出基準(zhǔn)電平調(diào)節(jié)到1毫瓦,再?gòu)暮箅S讀出信號(hào)電平的分貝毫瓦值;還必須有內(nèi)部或外加矩形脈沖調(diào)幅,以便測(cè)試等接收機(jī)。
5、掃頻和程控信號(hào)發(fā)生器
掃頻信號(hào)發(fā)生器能夠產(chǎn)生幅度恒定、頻率在限定范圍內(nèi)作線性變化的信號(hào),在高頻和甚高頻段用低頻掃描電壓或電流控制振蕩回路元件(如變?nèi)莨芑虼判揪€圈)來(lái)實(shí)現(xiàn)掃頻振蕩;在微波段早期采用電壓調(diào)諧掃頻,用改變返波管螺旋線的直流電壓來(lái)改變振蕩頻率,后來(lái)廣泛采用磁調(diào)諧掃頻,以YIG鐵氧體小球作微波固體振蕩器的調(diào)諧回路,用掃描電流控制直流磁場(chǎng)改變小球的諧振頻率。掃頻信號(hào)發(fā)生器有自動(dòng)掃頻、手控、程控和遠(yuǎn)控等工作方式。
6、頻率合成式信號(hào)發(fā)生器
這種發(fā)生器的信號(hào)不是由振蕩器直接產(chǎn)生,而是以高穩(wěn)定度石英振蕩器作為標(biāo)準(zhǔn)頻率源,利用頻率合成技術(shù)形成所需之任意頻率的信號(hào),具有與標(biāo)準(zhǔn)頻率源相同的頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。輸出信號(hào)頻率通常可按十進(jìn)位數(shù)字選擇,能達(dá)11位數(shù)字的極高分辨力。頻率除用手動(dòng)選擇外還可程控和遠(yuǎn)控,也可進(jìn)行步級(jí)式掃頻,適用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。直接式頻率合成器由晶體振蕩、加法、乘法、濾波和放大等電路組成,變換頻率迅速但電路復(fù)雜,輸出頻率只能達(dá)1000兆赫左右。用得較多的間接式頻率合成器是利用標(biāo)準(zhǔn)頻率源通過(guò)鎖相環(huán)控制電調(diào)諧振蕩器(在環(huán)路中同時(shí)能實(shí)現(xiàn)倍頻、分頻和混頻),使之產(chǎn)生并輸出各種所需頻率的信號(hào)。這種合成器的頻率可達(dá)26.5吉赫。

信號(hào)發(fā)生器使用條件
1.空氣溫度:+45~-25℃
2.相對(duì)濕度:不大于90%
3.外形尺寸:φ48×200
4.工作壽命:不低于15000次
5.電源電壓:4.5V(13號(hào)氧化銀電池3節(jié)、6F22 9V)
6.使用場(chǎng)合:室內(nèi)外無(wú)雨天氣
使用方法
選用與驗(yàn)電器相同電壓等級(jí)的驗(yàn)電信號(hào)發(fā)生器。手持驗(yàn)電器工作部分(驗(yàn)電器頭)將發(fā)生器的電極頭接觸被測(cè)驗(yàn)電器的電極頭,按動(dòng)“工作”開(kāi)關(guān),此時(shí)驗(yàn)電器發(fā)出聲光信號(hào)表明驗(yàn)電器的性能完好,如無(wú)聲光指示表明驗(yàn)電器有故障,應(yīng)修理或更換后使用。檢測(cè)近電報(bào)警安全帽時(shí)只須將高壓信號(hào)發(fā)生器的電極頭靠近報(bào)警器按動(dòng)“工作”開(kāi)關(guān)即可。
注意事項(xiàng)
1.信號(hào)發(fā)生器設(shè)有“電源指示”,使用時(shí)指示燈不亮,應(yīng)更換電池后再使用。
2.信號(hào)發(fā)生器不用時(shí)應(yīng)放在干燥通風(fēng)處,以免受潮。

隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器
隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器分為噪聲信號(hào)發(fā)生器和偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器兩類(lèi)。
噪聲信號(hào)發(fā)生器
完全隨機(jī)性信號(hào)是在工作頻帶內(nèi)具有均勻頻譜的白噪聲。常用的白噪聲發(fā)生器主要有:工作于1000兆赫以下同軸線系統(tǒng)的飽和二極管式白噪聲發(fā)生器;用于微波波導(dǎo)系統(tǒng)的氣體放電管式白噪聲發(fā)生器;利用晶體二極管反向電流中噪聲的固態(tài)噪聲源(可工作在18吉赫以下整個(gè)頻段內(nèi))等。噪聲發(fā)生器輸出的強(qiáng)度必須已知,通常用其輸出噪聲功率超過(guò)電阻熱噪聲的分貝數(shù)(稱(chēng)為超噪比)或用其噪聲溫度來(lái)表示。噪聲信號(hào)發(fā)生器主要用途是:①在待測(cè)系統(tǒng)中引入一個(gè)隨機(jī)信號(hào),以模擬實(shí)際工作條件中的噪聲而測(cè)定系統(tǒng)的性能;②外加一個(gè)已知噪聲信號(hào)與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲相比較以測(cè)定噪聲系數(shù);③用隨機(jī)信號(hào)代替正弦或脈沖信號(hào),以測(cè)試系統(tǒng)的特性。例如,用白噪聲作為輸入信號(hào)而測(cè)出網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的互相關(guān)函數(shù),便可得到這一網(wǎng)絡(luò)的沖激響應(yīng)函數(shù)。
偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器
用白噪聲信號(hào)進(jìn)行相關(guān)函數(shù)測(cè)量時(shí),若平均測(cè)量時(shí)間不夠長(zhǎng),則會(huì)出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)性誤差,這可用偽隨機(jī)信號(hào)來(lái)解決。當(dāng)二進(jìn)制編碼信號(hào)的脈沖寬度墹T足夠小,且一個(gè)碼周期所含墹T數(shù)N很大時(shí),則在低于fb=1/墹T的頻帶內(nèi)信號(hào)頻譜的幅度均勻,稱(chēng)為偽隨機(jī)信號(hào)。只要所取的測(cè)量時(shí)間等于這種編碼信號(hào)周期的整數(shù)倍,便不會(huì)引入統(tǒng)計(jì)性誤差。二進(jìn)碼信號(hào)還能提供相關(guān)測(cè)量中所需的時(shí)間延遲。偽隨機(jī)編碼信號(hào)發(fā)生器由帶有反饋環(huán)路的n級(jí)移位寄存器組成,所產(chǎn)生的碼長(zhǎng)為N=2-1。

函數(shù)發(fā)生器
又稱(chēng)波形發(fā)生器。它能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形(主要是正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等)信號(hào)。頻率范圍可從幾毫赫甚至幾微赫的超低頻直到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)試用外,還廣泛用于其他非電測(cè)量領(lǐng)域。圖2為產(chǎn)生上述波形的方法,將積分電路與某種帶有回滯特性的閾值開(kāi)關(guān)電路(如施米特觸發(fā)器)相連成環(huán)路,積分器能將方波積分成三角波。施米特電路又能使三角波上升到某一閾值或下降到另一閾值時(shí)發(fā)生躍變而形成方波,頻率除能隨積分器中的RC值的變化而改變外,還能用外加電壓控制兩個(gè)閾值而改變。將三角波另行加到由很多不同偏置二極管組成的整形網(wǎng)絡(luò),形成許多不同斜度的折線段,便可形成正弦波。另一種構(gòu)成方式是用頻率合成器產(chǎn)生正弦波,再對(duì)它多次放大、削波而形成方波,再將方波積分成三角波和正、負(fù)斜率的鋸齒波等。對(duì)這些函數(shù)發(fā)生器的頻率都可電控、程控、鎖定和掃頻,儀器除工作于連續(xù)波狀態(tài)外,還能按鍵控、門(mén)控或觸發(fā)等方式工作。
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