信號源/信號發(fā)生器說明與原理
信號發(fā)生器也稱信號源,是用來產(chǎn)生振蕩信號的一種儀器,為使用者提供需要的穩(wěn)定、可信的參考信號,并且信號的特征參數(shù)*可控。所謂可控信號特征,主要是指輸出信號的頻率、幅度、波形、占空比、調(diào)制形式等參數(shù)都可以人為地控制設(shè)定。隨著科技的發(fā)展,實(shí)際應(yīng)用到的信號形式越來越多,越來越復(fù)雜,頻率也越來越高,所以信號發(fā)生器的種類也越來越多,同時(shí)信號發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)形式也不斷向著智能化、軟件化、可編程化發(fā)展。
信號發(fā)生器的原理:系統(tǒng)包括主振級、主振輸出調(diào)節(jié)電位器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表。主振級產(chǎn)生低頻正弦振蕩信號,經(jīng)電壓放大器放大,達(dá)到電壓輸出幅度的要求,經(jīng)輸出衰減器可直接輸出電壓,用主振輸出調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。
如圖所示,電路是由六反相器CD4096組成的自適應(yīng)方波發(fā)生器。當(dāng)輸入端輸入小信號正弦波時(shí),該信號分兩路傳輸,其一路徑C1、D1、D2、C2回路,完成整流倍壓功能,給CD4096提供工作電源;另一路徑電容C3耦合,進(jìn)入CD4096的一個(gè)反相器的輸入端,完成信號放大功能。該放大信號經(jīng)后級的門電路處理,變換成方波后經(jīng)CD4096的12、8、10腳輸出。輸出端的R2為可調(diào)電阻,以保證輸出端信號從0~1.25V可調(diào)。
信號發(fā)生器按傳統(tǒng)工作頻段分類,有超低頻信號發(fā)生器、低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器、微波信號發(fā)生器。
超低頻信號發(fā)生器一般是指工作頻率下潛到0.1Hz以下的信號發(fā)生器,一般用于專業(yè)上的特殊用途。
低頻信號發(fā)生器一般是指工作頻率主要在1Hz~1MHz的信號發(fā)生器,多用于音頻領(lǐng)域。
高頻信號發(fā)生器,也叫射頻信號發(fā)生器,一般是指工作頻率從100kHz到幾百兆赫的信號發(fā)生器,多用于通信和測量領(lǐng)域。
現(xiàn)代信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,與早期的簡易信號發(fā)生器天差地別,但總體基本結(jié)構(gòu)功能單元還是類似的。信號發(fā)生器的主要部件有頻率產(chǎn)生單元、調(diào)制單元、緩沖放大單元、衰減輸出單元、顯示單元、控制單元。早期的信號發(fā)生器都采用模擬電路,現(xiàn)代信號發(fā)生器越來越多地使用數(shù)字電路或單片機(jī)控制,內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)上有了很大的變化。