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信號源之函數(shù)信號發(fā)生器 |
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信號源之函數(shù)信號發(fā)生器 |
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使用一個激發(fā)裝置(即信號源)來激勵一個系統(tǒng),以便觀察、分析它對激勵信號的反映如何,這是電子測試技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)之一。在設(shè)計、制造飛機(jī)時,需要事先了解機(jī)體及其有關(guān)設(shè)備在各種氣流、雷擊、雨水、溫變干擾下的反映情況;在發(fā)展冶煉技術(shù)時,需要了解爐內(nèi)物態(tài)隨爐臉溫度燃油器噴口溫度而變化的動態(tài)過程;在分析一個電子線路時,常常需要了解輸出信號頻率及振幅與輸入信號頻率及振幅之間的關(guān)系。這樣,在進(jìn)行上述過程的硬件或軟件的模擬實(shí)驗(yàn)時.就需要人為地產(chǎn)生各種模仿的信號。系統(tǒng)在這些模仿的信號的激勵下產(chǎn)生各種反應(yīng),因此,稱它們?yōu)榧钚盘枴.a(chǎn)生這些信號的儀器設(shè)備稱為信號源。信號源包括函數(shù)信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、音頻信號發(fā)生器、任意波形信號發(fā)生器以及掃描頻率發(fā)生器等多種設(shè)備,用于各種各樣的工程測試。圖11.1所示的產(chǎn)品系列樹反映出信號源之間的關(guān)系,其中直接數(shù)字器件合成(DDS)是一種較新的技術(shù),它利用了最現(xiàn)代化的數(shù)字器件的能力,成為系列產(chǎn)品的主干,發(fā)展出函數(shù)發(fā)生器相任意波形發(fā)生器這樣高水平的產(chǎn)品。 基本的函數(shù)發(fā)生器提供正弦波、方波和三角波,頻率范圍在1MHz到約50MHz之間。圖11.2顯示的是一個包含兩個運(yùn)算放大器的基本函數(shù)發(fā)生器。器件A1是一個積分器,它提供一個三角波輸出信號,它所產(chǎn)生的三角波信號通過正弦波形成電路而產(chǎn)生正弦波信號輸出。器件A2是一個電壓比較器,它產(chǎn)生一個方波信號。大多數(shù)普通價格的函數(shù)發(fā)生器都以一些單片式集成電路(IC)為基礎(chǔ),并能提供正弦波、方波和三角波。價格較高者則能提供觸發(fā)信號*只有較寬的頻率范圍祁較穩(wěn)定的頻率.具有可變的上升時間(對方波而言)和可變的直流補(bǔ)償.具有較高的頻率準(zhǔn)確度和較強(qiáng)的輸出驅(qū)動能力,旦波形失真度小。 函數(shù)發(fā)生器在輸出保真和方波上升沿方面性能的提高,依賴于兩類相關(guān)的信號發(fā)生器的支持:低失真、低頻率函數(shù)發(fā)生器和脈沖發(fā)生器。經(jīng)優(yōu)化的低失真信號源常用于信號保真要求很高的地方,高性能音頻系統(tǒng)就是最明顯的例子。用阻容積分器獲得不同波形的基本原理是:先以一個恒定的電流源向電容充電,然后用另一個恒定的電流源使它放電。這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三角波發(fā)生器的輸出信號斜率的線性。輸出信號的頻率是通過選擇電容的范圍和充電電流來確定的,這一電流又取決子對輸入電壓的控制,而輸入電壓則通過頻率調(diào)諧設(shè)置和掃描電路輸入來控制。圖11.3是一個函數(shù)發(fā)生器的簡化框圖。 這種在函數(shù)發(fā)生器中具有積分電容器且由開關(guān)控制電源的方法可進(jìn)一步發(fā)展為使月獨(dú)市的可調(diào)頻率發(fā)生器,它可以方便地調(diào)制輸出AM/FM/Ext則頻率范圍。更進(jìn)一步地,采用一個A/D轉(zhuǎn)換器和存儲器來配合實(shí)現(xiàn)輸出函數(shù)的幅度和頻率顯示。在使用開關(guān)積分器的條件下,頻率穩(wěn)定性可達(dá)到±2%。若需更進(jìn)一步提高穩(wěn)定性,則可使用品體(振蕩)控制器和PLL(鎖相環(huán)路)模塊。 摘自《現(xiàn)代電子測量技術(shù)基礎(chǔ)》 另附:正弦波發(fā)生電路 tuwen:下半部分電路的作用!!! TR1結(jié)型場效應(yīng)管在這里充當(dāng)壓控可變電阻,它與R3、R4一起構(gòu)成文氏振蕩器的負(fù)反饋回路,TR1的電阻越大,負(fù)反饋越強(qiáng)。D2、D3、R8、R9、R10與IC(2/2)對輸出振蕩電壓進(jìn)行全波整流,在IC的1腳產(chǎn)生負(fù)的整流輸出電壓,經(jīng)過D1與R7、C4濾波后獲得一個負(fù)的直流電壓,該電壓與振蕩輸出的幅值差不多相等。這個負(fù)電壓加在TR1的G極,控制著TR1的D-S極之間的電阻值。振蕩輸出幅度增大,TR1的G極電壓就越負(fù),TR1的D-S極間阻值變大,負(fù)反饋增強(qiáng),使得振蕩幅度減小。通過以上的自動調(diào)節(jié),使振蕩幅度保持穩(wěn)定,避免放大器進(jìn)入非線性區(qū)域,從而獲得良好的正弦波形。 文氏振蕩器常見的一種穩(wěn)幅措施是在負(fù)反饋回路中加入二極管(見下圖): 目的也是在輸出幅度增大時使負(fù)反饋增強(qiáng),但由于二極管的非線性,會使輸出波形發(fā)生少許畸變。而樓主提供的這個電路的負(fù)反饋回路中不含有非線性元件,因而能獲得高質(zhì)量的正弦波形。 |