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信号发生器的用途

  信号调制是指被调制信号中,幅度、相位或频率变化把低频信息嵌入到高频的载波信号中,得到的信号可以传送从语音、到数据、到视频的任何信号。信号调制可分为模拟调制和数字调制两种,其中模拟调制,如幅度调制(AM)和频率调制(FM)最常用于广播通信中,而数字调制基于两种状态,允许信号表示二进制数据。

  测量电子设备的频率特点要求“扫描”正弦波,其会在一段时间内改变频率。一般分成线性(Lin)扫频及对数(Log)扫频;高级信号发生器支持扫频功能,而且可以选择开始频率、保持频率、停止频率和相关时间,有些信号发生器还提供与扫频同步的触发信号。

  一般信号源输出的TTL同步信号是方波经三极管电路转成的,电平为0(Low)、3.6~5V(High)。主要用来同步其他信号源,或其他类型的仪器,以保证触发同步。

  TTL同步输出只能保证触发同步,要想使信号源完全同步就要让时钟同步,参考时钟输出就是为了让两台信号源的时钟同步而设计的,一般参考时钟输出频率较稳定的方波信号。

  类似One Shot功能,输入一个TTL信号,则可让信号源产生一个周期的信号输出,设计方式是在没有信号输入时,输出接地即可。

  除市场上简易的刻度盘显示之外,无论是LED数码管或LCD液晶显示频率,其与频率计电路是重叠的。

  信号发生器的作用——信号调制功能:信号调制是指被调制信号中,幅度、相位或频率变化把低频信息嵌入到高频的载波信号中,得到的信号可以传送从语音、到数据、到视频的任何信号。信号调制可分为模拟调制和数字调制两种,其中模拟调制,如幅度调制(AM)和频率调制(FM)最常用于广播通信中,而数字调制基于两种状态,允许信号表示二进制数据。

  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。按其不同性能和用途还可细分为低频(20赫至10兆赫)信号发生器、高频(100千赫至300兆赫)信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控、频率合成式信号发生器等。

  能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。

  能产生宽度、幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器,可用以测试线性系统的瞬态响应,或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。

  通常又分为噪声和伪随机信号发生器两类。噪声信号发生器主要用途为:在待测系统中引入一个随机信号,以模拟实际工作条件中的噪声而测定系统性能;外加一个已知噪声信号与系统内部噪声比较以测定噪声系数;用随机信号代替正弦或脉冲信号,以测定系统动态特性等。当用噪声信号进行相关函数测量时,若平均测量时间不够长,会出现统计性误差,可用伪随机信号来解决。

  信号发生器又称信号源或振荡器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。例如在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

  高频、超高频和微波信号发生器已形成标准信号发生器系列,不但实现了固态化,而且出现了合成信号发生器和程控信号发生器等;在频率的范围、精度、稳定度、分辨力以及输出电平的范围、精度、频响、频谱纯度等性能方面,都在不断地提高。带有微处理器的合成高频信号发生器,其频率、输出、调制等的控制已全部键盘化,并有6位数字显示。

  其基本原理就是使对讲机接收通道中的滤波槽路对有用的信号传输衰减达到最小,从而使对讲机具有较高的灵敏度,这在一些业余电台改频改造和自制电台中应用得比较多。信号发生器在此同样扮演的是模拟空中信号的角色。如果对讲机本身具有接收信号强度S表或者测试点,可以用信号发生器输入一个使机器信号表指示30%左右强度的信号(容易看出调节的变化效果),然后按照对讲机维修手册的说明,调节接收槽路,使信号表指示到最大,要是在调节过程中出现信号表满表的情况,可以再把信号发生器的信号幅度调小一些。通常,为了保证整个频段的灵敏度,平均需要采用在目标频段的高端、低端、中心多个频率点作为参考点进行“统调”。对于没有信号强度指示反馈的对讲机,只能通过在低信噪比状态下,监视信噪比的改善与劣化来调整接收槽路。其实,信号发生器除了可以调节对讲机的接收灵敏度,也可以用来调校收音机和电视机,只要信号发生器能产生相同类型的信号即可。

  调测滤波器的理想仪器二字线,网络分析仪和扫频仪,其主要功能部件之一就是信号发生器。在没有这些高级仪器的情况下,信号发生器配合高频电压测量工具,如超高频毫伏表、频率足够高的示波器、测量接收机等,也能勉强调试滤波器,其基本原理是测量滤波器带通频段内外对信号的衰减情况。信号发生器在此扮演的是标准信号源的角色,信号发生器产生一个相对比较强的已知频率和幅度信号,从滤波器或者双工器的INPUT端输入,测量输出端信号衰减情况。带通滤波器要求带内衰减尽量小,带外衰减尽量大,而陷波器正好相反,陷波频点衰减越大越好。因为普通的信号发生器都是固定单点频率发射的,所以调测滤波器需要采用多个测试点来“统调”。如果有扫频信号源和配套的频谱仪,就能图示化地看到滤波器的全面频率特性,调试起来极为方便。

  信号发生器代替驻极体拾音器向对讲机的“MICin”送入符合要求的1千赫兹单音信号(输入幅度要求在维修手册会有标明),然后使调频对讲机处于发射状态。正常情况下,在接收机中会听到1千赫兹的音频,通过调制度仪,可以测量出被测对讲机的调制幅度。由此,可以检测和调整调频对讲机的语音调制电路(调制度一般在对讲机内部可调整)。一般25千赫兹间隔FM调制的对讲机,要求在1千赫兹音频下调制度在4.5千赫兹左右。调频对讲机调制过小,语音会偏轻,调制过大,会影响话音,并增加占用带宽。有的发射无语音故障的对讲机,也可以通过类似方法从MICin开始逐级测量语音信号状况。

  信号发生器在此扮演的是理想信号源的角色。信号源产生一个适当幅度的音频正弦信号,作为音频功放的信号输入。通过测量音频功放的输出幅度和波形,我们可以判断音频功放电路工作是否基本正常,包括是否有自激等不正常状态以及失真情况。

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