低频信号发生器介绍_低频信号发生器结构解析

　　低频信号发生器采用单片机波形合成发生器产生高精度，低失真的正弦波电压，可用于校验频率继电器，同步继电器等，也可作为低频变频电源使用。

　　低频信号发生器组成主要包括主振器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表等。下图为低频信号发生器的组成结构框图。

　　RC文氏桥式振荡器具有输出波形失真小、振幅稳定、频率调节方便和频率可调范围宽等特点，故被普遍应用于低频信号发生器主振器中。主振器产生与低频信号发生器频率一致的低频正弦信号。

　　文氏桥式振荡器每个波段的频率覆盖系数（即最高频率与最低频率之比）为10，因此，要覆盖1Hz～1MHz的频率范围，至少需要五个波段。为了在不分波段的情况下得到很宽的频率覆盖范围，有时采用差频式低频振荡器。假设f2=3.4MHz，f1可调范围为3.3997MHz～5.1MHz，则振荡器输出差频信号频率范围为300Hz （3.4MHz-3.3997MHz）～1.7MHz（5.1 MHz-3.4 MHz）。

　　差频式振荡器的缺点是对两个振荡器的频率稳定性要求很高，两个振荡器应远离整流管、功率管等发热元件，彼此分开，并良好屏蔽。（2）电压放大器

　　电压放大器兼有缓冲与电压放大的作用。缓冲是为了使后级电路不影响主振器的工作，一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。放大是为了使信号发生器的输出电压达到预定技术指标。为了使主振输出调节电位器的阻值变化不影响电压放大倍数，要求电压放大器的输入阻抗较高。为了在调节输出衰减器时，不影响电压放大器，要求电压放大器的输出阻抗低，有一定的带负载能力。为了适应信号发生器宽频带等的要求，电压放大器应具有宽的频带、小的谐波失真和稳定的工作性能。

　　输出衰减器用于改变信号发生器的输出电压或功率，分为连续调节和步进调节。连续调节由电位器实现，步进调节由步进衰减器实现。图2.9为常用输出衰减器原理图，图中电位器RP为连续调节器（细调），电阻R1～R8与开关S构成步进衰减器，开关S为步进调节器（粗调）。调节RP或变换开关S的挡 。

　　功率放大器用来对衰减器输出的电压信号进行功率放大，使信号发生器达到额定功率输出。为了能实现与不同负载匹配，功率放大器之后与阻抗变换器相接，这样可以得到失真小的波形和最大的功率输出。 阻抗变换器只有在要求功率输出时才使用，电压输出时只需衰减器。阻抗变换器即匹配输出变压器，输出频率为5Hz～5kHz时使用低频匹配变压器，以减少低频损耗，输出频率为5kHz～1MHz时使用高频匹配变压器。输出阻抗利用波段开关改变输出变压器次级圈数来改变。

　　1.1 总体设计 1.1.1 概述 学习了明德扬至简设计法和明德扬设计规范，本人设计了一个基于FPGA的可调频调相而且可以输出不同波形的DDS信号发生器。该信号发生器实现了通过按键控制输出不同类型的波形，并可以通过按键改变波形频率和初始相位。将此设计与明德扬的波形采集设计相结合，可以实现示波器功能，并且还可拓展实现波形频率计算、峰峰值计算、频谱分析等功能，有很大的设计空间。同时本设计以及其扩展功能在现实生活中也具有比较广泛的应用。在本案例的设计过程中，包含了按键定义和消抖、计数器、ROMIP的应用等技术。经过逐步改进、调试等一系列操作之后，完成了此设计，下面将完整的设计记录与大家分享。 1.1.2 设计目标 此设计

　　该电路采用CD4093构成低频、高频 振荡器 。并实现调制，振荡频率可通过RPI和RP2进行高、低频的调节。 X1、X2用插座连接常闭型传感器（导线、干簧管等）。线继或触点断开后，电源通过R1给C1充电，构成延时（也为开门关门或报警设置作准备），随着Uc1上升为高电平，振荡器工作，报警开始。欲解除报警，可按下SBl，使（8）脚为低电平，振荡器停振。

　　、高频振荡器设计 /

　　声卡从话筒中获取声音模拟信号，通过模数转换器(ADC)，将声波振幅信号采样转换成一串数字信号，存储到计算机中。重放时，这些数字信号送到数模转换器(DAC)，以同样的采样速度还原为模拟波形，放大后送到扬声器发声，这一技术称为脉冲编码调制技术(PCM)。作为多媒体计算机系统中最基本最常用的硬件之一，其技术已经发展成熟，他同时具有A/D和D/A转换功能，经济方便，目前已经被广泛应用于数据采集和虚拟仪器系统的设计［1，2］。Matlab是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件，他的数据采集工具箱（dataacquisitiontoolbox）为实现数据的输入和输出提供了十分方便的函数和命令，利用这些函数和命令可以很容易地实现对外部

　　信号发生器在电子实验中作为信号源，通常用得多的是正弦波、三角波、方波以及用作触发信号的脉冲波。本次制作的是能产生九种波形的信号发生器。 设计目标是简单易制、工作可靠、信号频率在音频范围连续可调，即20Hz～20KHz，输出信号电压能与TTL电平兼容。 电路中采用了两块CMOS数字集成电路74C04（内含六个反相器）和74C14（内含六个带施密特电路的反相器）。 电路见图1，由反相器IC1的a、b、c三个并连，和电阻W1+R1、电容C1、C2、C3构成振荡器以产生三角波，振荡频率计算公式为f=1/1.7RC。振荡频率分为×10、×100、×1k三段、用开关K2改变接入的电容量粗调频率，由电位器W1细调20~200Hz、

　　电路设计 /

　　通过使用频谱分析仪（SA）与跟踪信号发生器（TG）的组合，我们可实现有源和无源网络的扫频标量频率响应测量。许多商用RF频谱分析仪可提供这种功能，但通常是另需配置的可选选项。 DS Instruments设计了两款外置、通用、独立的跟踪信号发生器： TG3000和TG6000，可以代替HP 85640A。我们的TG不仅提供典型的跟踪信号，还可以用作宽频带的信号发生器。此外，SA厂家内置的TG通常只能为SA的第一个频段提供信号，对于那些具有较高频带的SA，TG6000可以产生覆盖第一个高频段的跟踪信号。另外，我们还将演示通过TG3000 / 6000扫描一个内部频变DUT的方法。 通过单次LO（本地振荡器）扫描实现信号跟踪 有许多

　　理论与操作 /

　　在全国大学生智能车竞赛中有一个传统的赛车引导的模式，就是使用电磁线引导车模运行。在 信号源 驱动铺设在赛道上电磁线（漆包线），产生方波电流。电流的频率为20kHz， 电流峰值约为100mA 。 参赛同学制作的车模使用工字型电感（10mH）配合适当的谐振电容（6.8nF）来感应赛道周围的交变准稳态磁场，通过磁场的大小（多个传感器可以检测到电磁场的方向）来获得赛道的信息。 特别是今年（2020年第十五届）引入了 AI电磁组 根据安装在车模上前后多个传感器，通过训练多层前馈神经网络来控制车模的运行。 本质上，驱动赛道电流是否是正弦波对于车模检测来讲并不是特别的重要。因为电磁检测基本上都采用了前端LC谐振回路来测量交表磁场的强

　　电路分析 /

　　1引 言 癫痫的诊断主要依靠临床病史，脑电图检查可作为一种极有价值的辅助诊断手段。据统计，80％左右的癫痫病人都具有确定性的脑电异常，而只有5～20％左右的癫痫病人脑电图表现正常。尤其对临床诊断困难的非典型癫痫发作、各种异型癫痫和隐匿型癫痫，脑电图检查的重要性更加突出，甚至起着决定性的作用 。 脑电(EEG)是超高斯或亚高斯信号，通常都含有噪声、伪迹和串扰。通常，脑电活动总体上被划分成4个频带成分(β，α，θ和δ等节律)，这些成分的频率都很低(在0．5～40 Hz范围)。而临床分析表明癫痫患者发病时以3 Hz棘慢综合波为多见。换句话说，脑电中有意义的成分基本上都是低频信号。这意味着，我们可以通过小波分解将混迭在脑电中的高频成分

　　以下以南京新联的EE1643C为例,详细介绍信号发生器的使用办法: : 一、开启电源，开关指示灯显示。 二、选择合适的信号输出形式（方波或正弦波）。 三、选择所需信号的频率范围，按下相应的档级开关，适当调节微调器，此时微调器所指示数据同档级数据倍乘为实际输出信号频率。 四、调节信号的功率幅度，适当选择衰减档级开关，从而获得所需功率的信号。 五、从输出接线柱分清正负连接信号输出插线。

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