数字合成信号发生器的工作原理

数字合成信号发生器没有振荡元件，是用数字合成方法产生一连串数据流，再经过数- 模转换产生预先设定的模拟信号，即利用程序软件产生所需的信号，其原理框图如图8-5所示。

波形合成原理：例如要产生一个正弦波，首先将函数y= sinx进行数字量化，再以x为地址，y为量化数据，依次存人波形存储器。

数字合成信号发生器是使用相位累加技术控制波形存储器的地址，在每个采样周期中， 数字合成信号发生器都把一个相位增量，累加到相位累加器的当前结果上，通过改变相位增量而使输出的频率发生改变；再根据相位累加器输出的地址，由波形存储器取出波形量化数据，经数-模转换器和运放转换成模拟信号电压。但是波形数据是简短的采样数据，输出是一个阶梯形的正弦波，必须经过低通滤波器滤除波形中的高次谐波，才可变为连续的，可供使用的正弦波。 

正弦波的输出幅度是由幅度控制器控制的，它将低通滤波器输出的满幅度信号，按照设定的要求进行比例衰减，经过功率放大器放大后，送至输出端口。微处理器是整机的控制中心，通过键盘控制各个模块工作，实现其输出设置。

8.4低频信号发生器

8.4.1低频信号发生器的组成

低频信号发生器组成框图如图8-6所示，主要包括主振器、缓冲放大器、电平调节器、 功率放大器、输出衰减器、阻抗变换器和输出指示器等部分。

1.主振器

主振器是低频信号发生器的核心部分，产生频率可调的正弦信号，它决定了信号发生器的有效频率范围和频率稳定度。低频信号发生器中产生振荡信号的方法有多种，现代低频信号发生器中， 主振器常采用文氏电桥振荡电路。其原理框图如图 8-7所示。

2. 缓冲放大器

缓冲放大器兼有缓冲和电压放大的作用。缓冲是为了将后级电路与主振器隔离，防止后级电路、负载等的变化对主振器的影响，保证主振频率稳定，一般采用射极跟随器或运放组成的电压跟随器。

3. 功率放大器

功率放大器用来对电平调节器送来的电压信号进行功率放大，使之达到额定的功率输出，驱动低阻抗负载。通常采用电压跟随器或BTL电路等。

4. 输Hi衰减器

图8-8所示电路为低频信号发生器中zui常用的输出衰减器。由电位器RP取出一部分信号电压加于及R1~R8组成的步进衰减器，调节电位器或调节波段开关S所接的档位，均可使衰减器输出不同电压。

5. 阻抗变换器

阻抗变换器用于匹配不同阻抗的负载，以便在 负载上获得zui大输出功率。

6. 输出指示

输出指示用来指示输出端输出电压的幅度，或对外部信号电压进行测量，可能是指计式电压表、数码LED或LCD。 

8.4.2低频信号发生器的主要性能指标

通常，低频信号发生器的主要工作特性如下：

1) 频率范围：一般为20Hz ~1MHz,连续可调。

2) 频率准确度：±(1 ~3)%。

3) 频率稳定度：优于0. 1%。

4) 输出电压：0 ~10V连续可调。

5) 输出功率：0.5 ~5W连续可调。

6) 非线性失真范围：0. 1% ~1%。

7) 输出阻抗：50, 750，600，5k。

8) 输出形式：平衡输出与不平衡输出。

8.4.3低频信号发生器的使用要点

其使用要点如下：

1) 了解面板。

2) 注意正确的操作步骤。

信号发生器的使用包括如下步骤：

1) 开机准备。

2) 选择频率。

3) 输出阻抗的配接。

4) 选择输出电路的形式。

5) 输出电压的调节和测读。