《电子测量技术与仪器 教学课件 ppt 作者 康秀强 项目二 信号产生与信号发生器的使用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子测量技术与仪器 教学课件 ppt 作者 康秀强 项目二 信号产生与信号发生器的使用（84页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目二 信号产生与信号发生器的使用 一、教学目标 终极目标：能够知道信号发生器的基本工作原理，会信号发生器的使用。 促成目标： 1）能懂得信号发生器的基本原理。 2）会用信号发生器产生各种波形信号。,二、工作任务 1）用函数信号发生器产生幅值（注：本项目下面若无特别说明，则幅值皆为峰-峰值）50mV、1kHz的正弦波。 2）用函数信号发生器产幅值50mV、1kHz、50%（占空比）的方波。 3）用函数信号发生器产生幅值50mV、1kHz的三角波。,三、相关实践知识 （一）DG1022型双通道函数信号发生器的介绍 信号发生器即信号源，它负责提供电子测量所需的各种电信号，是最基本、应用最广泛的电子
2、测量仪器之一。函数信号发生器是一种能产生正弦波、方波、三角波等多种函数波形的仪器，由于其输出波形均可用数学函数描述，故命名为函数信号发生器，新型的函数信号发生器一般还具有调频、调幅等调制功能。,DG1022型双通道函数信号发生器使用直接数字合成（DDS）技术，可生成稳定、精确、纯净和低失真的正弦信号、能提供5MHz、具有快速上升沿和下降沿的方波及脉冲波、锯齿波、白噪声和其他任意波形，具有调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等调制功能，另外还附带高准确度、宽频带的频率计，具备频率测量功能，其外形如图2-1所示。 DDS是指直接数字合成技术，它是最新发展起来的一种信号产生方法，它完全没有振荡器
3、元件，而是用数字合成方法产生一连串数据流，再经过数模转换器产生出一个预先设定的模拟信号。,图2-1 DG1022型双通道函数信号发生器外形图,DG1022型双通道函数信号发生器的性能特点： 1）DDS直接数字合成技术，得到稳定、低失真的输出信号。 2）双通道输出，可实现通道耦合，通道复制。 3）输出5种基本波形，内置48种任意波形。 4）可编辑输出14bit垂直分辨率、4千个点的用户自定义任意波形。 5）100MSa/s采样率。 6）频率特性： 正弦波：1Hz20MHz； 方波：1Hz5MHz； 锯齿波：1Hz150kHz； 脉冲波：500Hz3MHz； 白噪声：5MHz 带宽 (-3dB)；
4、 任意波形：1Hz5MHz。,7）幅值范围：2mV10V（50）、4mV20V（高阻）。 8）具有丰富的调制功能，输出各种调制波形：调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）、二进制频移键控（FSK）、线性和对数扫描（Sweep）及脉冲串（Burst）模式。 9）丰富的输入输出：外接调制源、外接基准10MHz 时钟源、外触发输入、波形输出、 数字同步信号输出。 10）高准确度、宽频带频率计。 测量功能：频率、周期、占空比、正/负脉冲宽度。 频率范围：100200MHz （单通道）。,11）支持即插即用SB存储设备，并可通过SB存储设备存储、读取波形配置参数及用户自定义任意波形，以及进行软件升级。
5、 12）标准配置接口：SB Host&Device。 13）与 DS1000 系列示波器无缝对接，直接获取示波器中存储的波形并无损地重现。 14）图形化界面可以对信号设置进行可视化验证。 15）中英文嵌入式帮助系统。 16）支持中英文输入。,（二）DG1022型双通道函数信号发生器的操作使用 信号发生器的使用大同小异，无非是调节要输出信号的类型、频率（周期）、幅度及其他波形参数。 DG1022型双通道函数信号发生器的前面板如图2-2所示。前面板上包括各种功能按键、旋钮及菜单软键，您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。,图2-2 DG1022型双通道函数信号发生器的前面板,1DG10
6、22的用户界面 DG1022型双通道函数信号发生器提供了三种界面显示模式：单通道常规模式、单通道图形模式及双通道常规模式，如图2-3所示。这三种显示模式可通过前面板左侧的 View 按键切换。用户可通过CH1、CH2来切换活动通道，以便于设定每通道的参数及观察、比较波形（注意：本项目对按键的标识用加边框的字符表示，如Sine 代表前面板上一个标注着“Sine”字符的功能键，菜单软键的标识用带阴影的字符表示， 如频率表示Sine菜单中的“频率”选项）。,a）单通道常规模式 b）单通道图形模式,a）单通道常规模式,b）单通道图形模式,c）双通道常规模式 图2-3 DG1022型双通道函数信号发生器
7、三种界面显示模式,2DG1022的波形设置 在操作面板左侧下方有一系列带有波形显示的按键，如图2-4所示。它们分别是正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、噪声波和任意波等波形选择键，此外还有两个常用按键，即通道选择和视图切换键。下面的练习将引导您逐步熟悉这些按键的设置。本章以下对波形选择的说明均在常规显示模式下进行。,图2-4 按键选择,1）使用 Sine 按键，波形图标变为正弦信号，并在状态区左侧出现“Sine”字样。DG1022可输出频率从1Hz到20MHz的正弦波形。通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得到不同参数值的正弦波。图2-5所示为正弦波使用系统默认参数：频率为1k
8、Hz，幅值为5.0V，直流偏移量为0V，初始相位为0。 图2-5 正弦波常规显示界面,2）使用 Square按键，波形图标变为方波信号，并在状态区左侧出现“Square”字样。 DG1022可输出频率为1Hz5MHz 并具有可变占空比的方波。通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、占空比、相位，可以得到不同参数值的方波。图2-6所示为方波使用系统默认参数：频率为1kHz，幅值为5.0V，直流偏移量为0V，占空比为50，初始相位为0。 图2-6 方波常规显示界面,3）使用 Ramp按键，波形图标变为锯齿波信号，并在状态区左侧出现“Ramp”字样。 DG1022 可输出频率为1Hz150k
9、Hz并具有可变对称性的锯齿波波形。通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、对称性、相位，可以得到不同参数值的锯齿波。图2-7所示为锯齿波使用系统默认参数：频率为1kHz，幅值为5.0V，直流偏移量为0V，对称性为50，初始相位为0。 图2-7 锯齿波常规显示界面,4）使用 Pulse按键，波形图标变为脉冲波信号，并在状态区左侧出现“Pulse”字样。 DG1022可输出频率为500Hz3MHz 并具有可变脉冲宽度的脉冲波形。通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、脉宽/占空比、延时，可以得到不同参数值的脉冲波。图2-8所示为脉冲波使用系统默认参数：频率为1kHz，幅值为5.0V
10、，直流偏移量为0V，脉宽为500s，占空比为50，延时为 0。 图2-8 脉冲波常规显示界面,5）使用 Noise 按键，波形图标变为噪声信号，并在状态区左侧出现“Noise”字样。DG1022 可输出带宽为5MHz的噪声。通过设置幅值/高电平、偏移/低电平，可以得到不同参数值的噪声信号。图2-9所示为噪声波使用系统默认参数：幅值为5.0V，直流偏移量为0V。 图2-9 噪声波常规显示界面,6）使用 Arb按键，波形图标变为任意波信号，并在状态区左侧出现“Arb”字样。 DG1022可输出最多4千个点和最高5MHz重复频率的任意波形。通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得
11、到不同参数值的任意波信号。图2-10所示为任意波形常规显示界面，显示NegRamp倒三角波形使用系统默认参数：频率为1kHz，幅值为5.0V，直流偏移量为0V，相位为0。 图2-10 任意波形常规显示界面,7） 使用 CH1、CH2键切换通道，当前选中的通道可以进行参数设置。在常规和图形模式下均可以进行通道切换，以便用户观察和比较两通道中的波形。 8）使用 View键切换视图，使波形显示在单通道常规模式、单通道图形模式、双通道常规模式之间切换。此外，当仪器处于远程模式，按下该键可以切换到本地模式。,3DG1022的输出设置 通道输出及频率计输入如图2-11所示，在前面板右侧有两个按键，用于通道
12、输出、频率计输入的控制。下面的说明将引导您逐步熟悉这些功能。,图2-11 通道输出及频率计输入,1）使用“Output”按键，启用或禁用前面板的输出连接器输出信号。通道输出显示如图2-12所示，已按下“Output”键的通道显示“ON”且 Output 点亮（CH1）；未按下“Output”键的通道显示“OFF”且 Output灭（CH2）。 2）在频率计模式下，CH2对应的 Output连接器作为频率计的信号输入端，CH2自动关闭，禁用输出。 图2-12 通道输出显示,4DG1022的模式/功能键设置 在DG1022前面板右侧上方有六个模式/功能键按键，Mod、Sweep、Burst按键分别
13、用于调制、扫描及脉冲串的设置，在本信号发生器中，这三个功能只适用于通道1。Store/Recall、Utility、Help按键分别用于存储和调出、辅助系统功能及帮助功能的设置。下面的说明将逐步引导您熟悉这些功能的设置。,1）使用Mod按键，可输出经过调制的波形。并可以通过改变类型、内调制/外调制、深度、频率、调制波等参数，来改变输出波形。DG1022可使用AM、FM、FSK或PM调制波形，可调制正弦波、方波、锯齿波或任意波形（不能调制脉冲、噪声和直流），图2-13所示为调制正弦波常规显示界面。 图2-13 调制正弦波常规显示界面,2）使用Sweep按键，对正弦波、方波、锯齿波或任意波形产生扫
14、描（不允许扫描脉冲、噪声和直流）。在扫描模式中，DG1022在指定的扫描时间内从开始频率到终止频率而变化输出，图2-14所示为扫描正弦波常规显示界面。 图2-14 扫描正弦波常规显示界面,3）使用Burst按键，可以产生正弦波、方波、锯齿波、脉冲波或任意波形的脉冲串波形输出，噪声只能用于门控脉冲串，图2-15所示为正弦波脉冲串常规显示界面。输出具有指定循环数目的波形，称为“脉冲串”。脉冲串可持续特定数目的波形循环（N循环脉冲串），或受外部门控信号控制（为门控脉冲串）。脉冲串可适用于任何波形函数，但是噪声只能用于门控脉冲串。 图2-15 正弦波脉冲串常规显示界面,4）使用Store/Recall
15、按键，存储或调出波形数据和配置信息。 5）使用Utility按键，可以进行设置同步输出开/关、输出参数、通道耦合、通道复制、频率计测量；查看接口设置、系统设置信息；执行仪器自检和校准等操作。 6）使用Help按键，查看帮助信息列表。要获得任何前面板按键或菜单按键的上下文帮助信息，按下并按住该键23s，显示相关帮助信息。,5DG1022数字输入的作用 在前面板上有两组按键，分别是左右方向键、旋钮和数字键盘，如图2-16所示。使用左右方向键，用于数值不同数位的切换；使用旋钮，用于改变波形参数的某一数位数值的大小，旋钮的输入范围是09，旋钮顺时针旋一格，数值增1。使用数字键盘，用于波形参数值的设置，直接改变参数值的大小。 图2-16 数字输入键,（三）函数信号发生器的应用 1用DG1022型双通道函数信号发生器产生幅值50mV、
