信号发生器的电路构成及工作原理

一、信号发生器的电路构成

信号发生器的电路组成有多种形式，一般包括以下几个环节:

基本波形产生电路:波形产生可以由RC振荡器、文丘里电桥振荡器或压控振荡器产生。

波形转换电路:基本波形由正弦波、方波、三角波经过矩形波整形电路、正弦波整形电路、三角波整形电路转换而成。

放大电路:放大波形转换电路输出的波形信号。

可调衰减器电路:可将仪器输出信号衰减20dB、40dB或60dB，输出各种幅度的函数信号。

二、信号发生器工作原理

目前最常用的函数信号发生器是由集成电路和晶体管组成的。一般采用恒流充放电原理产生三角波，同时产生方波。通过改变充放电电流值，可以获得不同频率的信号。当充放电电流值不相等时，原来的三角波可以变成各种斜率的锯齿波，而方波变成各种占空比的脉冲。此外，通过使三角波通过波形转换电路来产生正弦波。然后正弦波、三角波(锯齿波)、方波(脉冲)经过功能开关转换，功率放大器放大后输出。

信号发生器的简化原理框图如图1所示。图中所示方波由三角波通过方波变换电路变换而成，实际中，三角波和方波的产生是难以分开的，方波形成电路通常是三角波发生器的组成部分。正弦波是三角波通过正弦波形成电路变换而来的。所需波形经过选取、放大后经衰减器输出。

直流偏置电路提供一个直流补偿调整，使信号发生器输出的直流成分可以进行调节。

图1 信号发生器的简化原理框图

三、函数信号发生器使用方式

函数发生器主要由信号发生电路、信号放大电路等组成。它可以输出正弦波、方波和三角波。输出电压幅度可通过输出幅度调节旋钮调节，输出信号频率可通过频段选择和调频旋钮调节

使用说明：

电源开关:将电源开关按钮推至“关闭”位置，连接电源线，按下电源开关，接通电源。

LED显示窗口:该窗口显示输出信号的频率。当按下“外部测量”开关时，将显示外部测量信号的频率。如果超出测量范围，溢出指示灯将亮起。

频率调节旋钮:调节此旋钮改变输出信号频率，顺时针旋转增加频率，逆时针旋转降低频率，用微调旋钮微调频率。

占空比调节:占空比开关，占空比调节旋钮，按下占空比开关，占空比指示灯亮，调节占空比旋钮改变波形的占空比。

波形选择开关:按下相应波形的一个键，选择需要的波形。

衰减开关:电压输出衰减开关。二档开关组合为20dB、40dB、60dB。

频率选择开关(也用作频率计门开关):根据所需频率按其中一个键。

计数复位开关:按下计数键，LED显示屏开始计数。按复位键，LED显示全为0。

计数/频率端口:计数和外部频率输入端口。

外部频率测量开关:该开关按入LED显示窗口，显示外部测量信号的频率或计数值。

水平调节:按下水平调节开关，水平指示灯亮。此时，调节电平调节旋钮来改变DC偏置电平。

信号发生器

幅度调节旋钮:顺时针调节该旋钮，增加电压输出幅度。逆时针调节该旋钮，降低电压输出幅度。

输出端口:电压输出从此端口输出。

TTL/CMOS输出端口:该端口输出TTL/CMOS信号。

输出端口:电源输出从此端口输出。

扫频:按下扫频开关，电压输出端口输出信号为扫频信号。调节速度旋钮改变扫频率，改变线性/对数开关产生线性扫频和对数扫频。

输出电压指示:3位LED显示输出电压值，当连接到50ω负载时，输出读数应为÷ 2。