任务3：电压的测量与电压表

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1、任务3： 电压的测量与电压表,3.1 接受任务,3.2 获取知识,3.3 制定计划,3.4 实施测试,3.5 检查测试结果,3.6 评价,3.1 接受任务,3.2.1 信号发生器基础知识讲述,3.2.2 DDS函数信号发生器的基本操作,3.3.3 练习DDS函数信号发生器操作 ,3.2 获取知识,信号发生器又叫信号源，是电子测量中提供符合一定要求的电信号的仪器。它同电压表、电子计数器、示波器等仪器一样，是最基本、最普通，也是应用最广泛的电子测量仪器之一。几乎所有电参量的测量都需要用到电信号发生器。,概述,一、信号源在电子测量中的作用和组成,1. 信号源的作用: 激励源、信号仿真、标准信号源。

2、2. 信号源的基本组成,二、信号发生器的分类,1、按用途分类: 专用函数发生器例如：调频立体声、电视信号发生器 通用函数发生器例如：低频、高频、函数、脉冲信号发生器等。 2、按频率范围分类 超低频信号发生器 0.0001Hz1000Hz； 低频信号发生器 1Hz1MHz； 视频信号发生器 20Hz10MHz； 高频信号发生器 200KHz30MHz； 甚高频信号发生器 30KHz300MHz； 超高频信号发生器 300MHz以上。,3、按输出波形分类 ： 正弦波形发生器；脉冲信号发生器；函数信号发生器；随机信号发生器。 4、按调制方式分类： 调幅、调频脉、调相制、等,三、主要性能指标,1. 频

3、率特性 （1）频率范围。指仪器各项指标均能得到保证的输出频率范围，亦称有效频率范围。 （2）频率准确度。指信号发生器输出刻度盘或数字显示数值与实际输出信号频率间的偏差。用来表示，即： （3）频率稳定度。在其他外界条件不变的条件下，在规定的时间内，信号发生器输出信号频率维持恒定不变的能力。,2、输出特性 （1） 输出阻抗 低频信号发生器中一般有50、600、5k等各种不同输出阻抗。 高频信号发生器一般只有50(或75)一种输出阻抗。 （2）输出波形及谐波失真 （3） 输出电平及平坦度 输出电平：信号发生器所能提供的最大和最小输出电平调节范围。正弦信号发生器输出信号幅度采用正弦有效值（如V、mVV

4、）度量或用绝对电平(dB)度量。,平坦度：在有效频率范围内，输出电平随频率变化的程度。 3. 调制特性 调制特性的衡量指标主要包括调制频率、调幅系数、最大频偏、调制线性等。,四、信号发生器的发展趋势 由于电子技术的迅速发展，促使信号发生器种类日益增多，性能日益提高。随着微处理器的出现，更促使信号发生器向着自动化、智能化方向发展。现在的许多信号发生器都带有微处理器，具有自校、自检、自动故障诊断和自动波形形成和修正等功能。当前信号发生器总的趋势是向着宽频率复盖、高精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。,低频信号发生器,一、 基本组成和原理框图,1 低频信号发生器的基本组成 低频信号发生器主

5、要由主振级、缓冲放大器、衰减器、功率放大器、阻抗变换器、指示电压表及稳压电源等电路组成。,低频信号发生器的组成,1）主振级 主振级是低频信号发生器的核心部分，通常有差频式的频率形成电路和RC文氏电桥正弦振荡电路。 差频式低频信号形成电路的工作原理,图3-2差频式的频率形成电路,缺点是频率稳定性差，特别是1与2接近时，极易产生干扰，这样也就很难获得较低的差频输出。,RC振荡电路形成低频信号的工作原理,图3-3 RC文氏电桥振荡电路,热敏电阻R3(具有负温度特性)，自动稳定振荡幅度。 调整频率是通过调节正反馈臂双联电容C（电阻R）来改变振荡输出频率。 2.缓冲放大和功率放大作用：放大隔离。,3.输

6、出衰减：,图3-4 衰减器原理图,相当于衰减器，用于改变信号发生器的输出电压或功率，通常分为连续调节和步进调节。连续调节由电位器实现，步进调节由电阻分压器实现。图4-4所示电路是XD-22A型低频信号发生器中使用的输出衰减器。,4.阻抗变换：匹配不同阻抗的负载。 5.输出指示：指示输出信号的电压或功率的大小。,高频信号发生器,图 36 高频信号发生器的组成,（1）主振级：产生频率可调的高频正弦信号，一般采用LC振荡电路，信号发生器的频率特性主要有主振级决定。 （2）缓冲级：放大主振级输出的高频信号；隔离主振级与后续电路，提高振荡频率的稳定性。 （3）调制级：对主振信号调幅，输出调幅信号，满足某

7、些测量需要。 （4）内调制信号发生器；输出内调制信号，频率为400HZ或1000HZ。,（5）输出级：放大、衰减调制级的输出信号，使信号发生器有足够的电平调节范围；滤除不需要的频率分量；保证输出端有固定的输出阻抗。 （6）可变电抗器：可变电抗器与主振级的谐振电路耦合，使主振级产生调频信号，多采用二极管调频电路。,函数信号发生器,一、概述 函数信号发生器是一种多波形的信号源。它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波，甚至任意波形；函数信号发生器还可以利用其本身具有的电压控制振荡频率（VCF）的功能，作为扫描电路使用。一些函数信号发生器还具有调制功能，可以进行调幅、调频、调相、脉宽调制和VCO控制。

8、 函数信号发生器的频率很宽，使用范围很广，是一种不可或缺的通用信号源。可以用于生产测试、仪器维护维修及实验室，还广泛应用于其它科学领域，如医学、教育、化学、通讯、工业控制、地球物理学、军事和宇航等。,二、函数信号发生器的三种组成方案： 第一种是施密特电路产生方波，然后经变换得到三角波和正弦波； 第二种是先产生正弦波再得到方波和三角波； 第三种是先产生三角波再转换为方波和正弦波。,三、由方波产生三角波、正弦波的方案 1.组成：,四、由正弦波产生方波、三角波,组成框图,五. 由三角波产生方波、正弦波,组成,图 314 三角波函数发生器,（1）频率范围：0.2Hz2MHz （2）输出波形：正弦波、方

9、波、三角波、斜波、脉冲波 （3）电压输出幅度：20VP-P（1M），10VP-P（50） （4）直流电平偏置：10V（1M），5V（50） （5）方波上升时间：100ns （6）输出阻抗：50 （7）占空比调节：20%80%,4.主要的性能指标,注意：占空比的定义为脉冲的平均值与峰值的比例，方波的占空比不管频率的变化永远为50%，而脉冲的占空比不一定为恒定且可以调整。占空比可以用脉冲宽度与周期或脉冲重复时间之比来表示。即,其它信号发生器,一、脉冲信号发生器,脉冲信号发生器是一个产生脉冲波形的仪表。脉冲波与方波的区别在于占空比（duty cycle）不同。 占空比的定义为脉冲的平均值与峰值的比例

10、，方波的占空比不管频率的变化永远为50%，而脉冲的占空比不一定为恒定且可以调整。占空比可以用脉冲宽度与周期或脉冲重复时间之比来表示。 脉冲产生方法，可以使用正弦波振荡器的输出经过施密特电路后形成所需的脉冲；也可以用多谐振荡器或间歇振荡器来产生脉冲。,二、视频信号发生器,电视信号发生器是用来调试、检查、测试和维修电视机及电视发射台、差转台的信号源。 它能够提供多种图像测试信号，可以对电视机的主要性能指标进行测试。,3.2.2TFG 2000G系列 DDS 函数信号发生器操作,一、 TFG 2000G系列 DDS 函数信号发生器简介,1、液晶屏 2、电源开关 3、键盘 4、输出B 5、输出A 6、

11、调节旋钮,1、键盘说明,仪器前面板上共有20个按键（见图1），按键功能功能如下： （1）、【频率】【幅度】键：频率和幅度选择键。 （2）【0】 【1】 【2】【3】【4】【5】【6】【7】【8】【9】键：数字输入键。,(3)【MHz】【kHz】【Hz】【mHz】键：双功能键，在数字输入之后执行单位键功能，同时作为数字输入的结束键。直接按【MHz】键执行“Shift”功能，直接按【kHz】键执行“A路”功能，直接按【Hz】键执行“B路”功能。 （4）【./-】键：双功能键，在数字输入之后输入小数点，“A路偏移”功能时输入负号。 （5）【】键：光标左右移动键。 （6）【菜单】键：双功能控制键，按任

12、意一数字后按【菜单】键，可选择该键上红色字体的功能。不输入数字，直接按【菜单】键，可循环当前功能下的选项,（7）【Shift】键：上档键（显示“S”标志），按【Shift】键后再按其他键，分别执行该键的上档功能 2、 常用操作： 下面举例说明常用操作方法，可满足一般使用的需要， 开机后，仪器进行自检初始化，进入正常工作状态，自动选择“连续”功能，A 路输出。,(1)A路功能设定 A 路频率设定：设定频率值3.5kHz 【频率】【3】【.】【5】【kHz】 。 A 路频率调节：按【】键使光标指向需要调节的数字位，左右转动手轮可使数字增大或减小，并能连续进位或借位，由此可任意粗调或细调频率。 A

13、路周期设定：设定周期值25ms 【Shift】【周期】【2】【5】【ms】 。 A 路幅度设定：设定幅度值为3.2V 【幅度】【3】【.】【2】【V】 。 A 路幅度格式选择：有效值或峰峰值 【Shift】【有效值】或【Shift】【峰峰值】 。,恢复初始化状态：初始化状态参数见1.4 条 【Shift】【复位】 。 A 路波形选择：在输出路径为A 路时，选择正弦波或方波 【Shift】【0】或【Shift】【1】 。 A 路方波占空比设定：在A 路选择为方波时，设定方波占空比为65 【Shift】【占空比】【6】【5】【Hz】 A 路衰减选择：选择固定衰减0dB（开机或复位后选择自动衰减AU

14、TO） 【Shift】【衰减】【0】【Hz】 。 A 路偏移设定：在衰减选择0dB 时，设定直流偏移值为-1V 按【shift】键，【偏移】，【-】【1】【V】 。,A路频率步进：设定A路步进12.5Hz 按(菜单)键选择“步进频率”，按【1】 【2】 【.】 【5】 【Hz】，再按【A路】键选择“A路频率”，然后每按一次【shift】 【】键 ，A路频率增加12.5Hz，每按一次【shift】 【】键 ，A路频率减小12.5Hz。A路幅度步进与此类同,（2）B路功能 按【B路】键，选择“B路频率”功能， B路频率幅度的设定：B路频率和幅度的设定与A路相同，只是B路不能进行周期设定，幅度设定只

15、能使用峰峰值，不能使用有效值。 B路常用波形选择：选择正弦波，方波，三角波，锯齿波 【Shift】【0】，【Shift】【1】，【Shift】【2】，【Shift】【3】 B路其他波形的选择：B路可选择32种波形 按【Shift】【B路波形】，选中“B路波形”，转动旋钮可选择32种波形见下表,B路谐波设定：设定B路频率为A路频率的三次谐波 【Shift】【谐波】【3】【Hz】. A、B相差的设定：设定A、B两路相差为90 【Shift】【相差】【9】【0】【Hz】. A路频率扫描 按【0】【菜单】，A路输出频率扫描信号，使用默认参数。 扫描方式的设定：设定往返的扫描方式 按【菜单】键选中“扫描

16、方式”，按【2】【Hz】 注意【0】正向扫描【1】反向扫描,A路幅度扫描 按【1】【菜单】，A路输出频率扫描信号，使用默认参数。 间隔时间的设定：设定扫描步进间隔时间0.5秒 按【菜单】键选中“间隔时间”，按【0】【.】【5】【S】 扫描幅度的显示：按【菜单】键，选中“A路幅度”，幅度显示数值随扫描过程同步变化。,(3)A路频率调制： 按【2】【菜单】，A路输出频率调制（FM）信号，使用默认参数。 调频频偏的设定：设定调频频偏5% 按【菜单】键选中“调频频偏”，按【5】【Hz】 同样按【菜单】键选中“载波频率”或“调制频率”可以进行“载波”或“调制”频率的设定。 (4)A路幅度调制： 按【3】【菜单】，A路输出幅度调制（AM）信号，使用默认参数。 调幅深度的设定：设定调幅深度为50% 按【菜单】键选中“调幅深度”，按【5】【0】【Hz】,（5）B 路技术猝发：发出信号串 按【4】【菜单】B路输出计数猝发信号，