5.3.1 高頻信號發(fā)生器的組成

高頻信號發(fā)生器的組成框圖如圖5.7所示，主要包括振蕩器、緩沖級、調(diào)制級、輸出級、內(nèi)調(diào)制振蕩器、頻率調(diào)制器、監(jiān)測指示電路等。

（1）振蕩器：用于產(chǎn)生高頻振蕩信號，它是信號發(fā)生器的核心，信號發(fā)生器的主要工作特性大都由它決定。

（2）緩沖級：主要起隔離放大的作用，用來隔離調(diào)制級對主振級可能產(chǎn)生的不良影響，以保證主振級工作穩(wěn)定，并將主振信號放大到一定的電平。

（3）調(diào)制級：主要完成對主振信號的調(diào)制。

圖5.7 高頻信號發(fā)生器原理框圖

（4）內(nèi)調(diào)制振蕩器：供給符合調(diào)制級要求的音頻正弦調(diào)制信號。

（5）輸出級：主要由放大器、濾波器、輸出微調(diào)、輸出衰減器等組成。

（6）監(jiān)測指示電路：監(jiān)測指示輸出信號的載波電平和調(diào)制系數(shù)。

5.3.2 調(diào)諧信號發(fā)生器

根據(jù)反饋方式，又可分為變壓器反饋式、電感反饋式（也稱電感三點(diǎn)式或哈特萊式）及電容反饋式（也稱電容三點(diǎn)式或考畢茲式）三種振蕩形式，如圖5.8所示。

圖5.8 LC振蕩器電路的三種構(gòu)成形式

（a）變壓器反饋式；（b）電感三點(diǎn)式；（c）電容三點(diǎn)式。

5.3.3 合成信號發(fā)生器

（1）直接合成法分為模擬直接合成法和數(shù)字直接合成法。模擬直接合成法采用基準(zhǔn)頻率通過諧波發(fā)生器，產(chǎn)生一系列諧波頻率，然后利用混頻、倍頻和分頻進(jìn)行頻率的算術(shù)運(yùn)算，最終得到所需的頻率； 數(shù)字直接合成法則是利用ROM和DAC結(jié)合，通過控制電路，從ROM單元中讀出數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，得到一定頻率的輸出波形。

（2）間接合成法則通過鎖相技術(shù)進(jìn)行頻率的算術(shù)運(yùn)算，最后得到所需的頻率。

1. 直接合成法

（1）模擬直接合成法

圖5.9所示為模擬直接合成法的例子直接頻率合成器的原理框圖，基準(zhǔn)頻率源（石英晶體振蕩器）產(chǎn)生1 MHz基準(zhǔn)頻率，通過諧波發(fā)生器產(chǎn)生2 MHz、3 MHz、…、9 MHz等諧波頻率。連同1 MHz基準(zhǔn)頻率一起并接在縱橫制接線的電子開關(guān)上，通過電子開關(guān)取出8 MHz、2 MHz、6 MHz、4 MHz信號，再經(jīng)過10分頻器（完成÷10運(yùn)算），混頻器（完成加法或減法運(yùn)算）和濾波器，最后產(chǎn)生4.628 MHz輸出信號。

圖5.9 直接頻率合成器原理框圖

（2）數(shù)字直接合成法

數(shù)字直接合成法又叫直接數(shù)字頻率合成（DDS），它是近年來迅速發(fā)展起來的一種新的頻率合成方法，它將先進(jìn)的數(shù)字處理理論與方法引入信號合成領(lǐng)域，通過控制相位變化速度來直接產(chǎn)生各種不同頻率信號。DDS的基本原理如圖5.10所示。

圖5.10 DDS的基本原理

與傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)相比，DDS具有以下特殊優(yōu)點(diǎn)：

（1）頻率分辨率高，頻點(diǎn)數(shù)多。

（2）頻率轉(zhuǎn)換快。

（3）相位連續(xù)。

（4）信號相干。

（5）相位噪聲小。

（6）便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜方式的信號調(diào)制。

（7）微處理器接口，控制容易，穩(wěn)定可靠。

（8）大規(guī)模集成，體積小，功耗低，重量輕。

2. 間接合成技術(shù)

圖5.11給出了鎖相環(huán)的基本原理框圖。

圖5.11 鎖相環(huán)的基本原理框圖

基本鎖相環(huán)是個(gè)閉環(huán)相位負(fù)反饋環(huán)路，由鑒相器（PD）、低通濾波器（LPF）及壓控振蕩器（VCO）三大部分組成。

（1）鑒相器（PD，又稱相位比較器）。

（2）低通濾波器（LPF）。

（3）壓控振蕩器（VCO）。

將基本鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)稍加變化，在反饋回路中加入分頻比N可變的分頻器，就可得到頻率合成器中經(jīng)常使用的鎖相環(huán)，其原理如圖5.12所示。

圖5.12 倍頻式鎖相環(huán)原理圖

當(dāng)鎖相環(huán)鎖定時(shí)，鑒相器PD兩輸入端信號的頻率差為零，即

從而有

除倍頻式鎖相環(huán)外，還有混頻式鎖相環(huán)（如圖5.13所示）等形式，在此不作詳述。

圖5.13 混頻式鎖相環(huán)

5.3.4 高頻信號發(fā)生器的主要性能指標(biāo)

其主要性能指標(biāo)如下：

（1）頻率范圍： 100 kHz~30 MHz，共分八個(gè)波段。

（2）頻率刻度誤差： ±1%。

（3）輸出電壓： 0~1 V（有效值）。

（4）輸出阻抗： 40 Ω（0~1 V輸出孔）、8 Ω（0~0.1 V輸出孔）。

（5）電壓表刻度誤差： ±5%（載波為1 MHz，1 V電壓時(shí)）。

（6）內(nèi)調(diào)制信號頻率：400 Hz、1000 Hz，誤差為±5%。

（7）外調(diào)制信號頻率： 50 Hz~8 kHz。

（8）調(diào)幅范圍：當(dāng)m＜60%時(shí)，誤差為±5%； 當(dāng)m＞60%時(shí)，誤差為±10%。

（9）諧波電平： ＜25 dBc。

相關(guān)知識

一種分布式超高頻振動(dòng)信號測量方法及光纖傳感器
傳感器信號人體通信技術(shù)
新型高頻加熱器
美妝如何做好微信視頻號？
信號傳輸
傳輸信號
微信群“養(yǎng)生課”的秘密：視頻號導(dǎo)流、違規(guī)出售OTC藥品
高頻感應(yīng)加熱機(jī)器
信號傳輸技術(shù)
用多參數(shù)監(jiān)測器快速穿過可穿戴光學(xué)信號路徑

網(wǎng)址: 高頻信號發(fā)生器（三） http://m.gysdgmq.cn/newsview711534.html