测量用信号发生器 (2)

习题答案 第一章概述1、 在测量电压时，如果测量值为100V ，实际值为95V ，则测量绝对误差和修正值分别是多少？如果测量值是100V ，修正值是-10V ，则实际值和绝对误差分别是多少？1.解：Δx =x -A =100V-95V=5VC =-Δx =-5VA =x +C =100V-10V=90V Δx =-C =10V2、 用量程为50MA 的电流表测量实际值为40MA 的电流，如果读数值为38MA ，试求测量的绝对误差、实际相对误差、示值相对误差各是多少？2.解：Δx =x -A =40mA-38mA=2mA%5%100mA40mA 2A =⨯=∆=A x γ %3.5%1008mA3mA 2x ≈⨯=∆=x x γ 3、 如果要测量一个8V 左右的电压，现有两块电压表，其中一块量程为10V 、1.5级，另一块量程为20V ，1.0级，问应选用哪一块表测量较为准确？3.解：∵mm m x x∆=γ∴Δx m1=γm1x m1=±1.5%×10V=±0.15V Δx m2=γm2x m2=±1.0%×20V=±0.20V>Δx m1 ∴选用第一块表。

4、 已知用量程为100MA 的标准电流表校准另一块电流表时，测量相同电流的电流值分别是90MA ，94.5MA ，求被校电流表的绝对误差、修正值、实际相对误差各是多少？如果上述结果是最大误差的话，测被测电流表的准确度应定为几级？4.解：Δx =x -A =94.5mA-90mA=4.5mAC =-Δx =-4.5mA%5%100mA90mA 5.4m =⨯=∆=A x γ ∵%5.4%100mA100mA5.4m m m =⨯=∆=x x γ ∴被校表的准确度等级应定为5.0级。

5、用一台0.5级10 V 量程电压表测量电压，指示值为7.526V ，试确定本次测量的记录值和报告值分别是多少？5.解：ΔU m =±0.5%×10V=±0.5V本次测量报告值为8V ，测量记录值为7.5V 。

信号发生器本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤1、信号发生器参数性能频率范围：0.2Hz~2MHz 粗调、微调旋钮正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波0.5" 大型LED 显示器可调DC offset 电位输出过载保护信号发生器/ 信号源的技术指标: 主要输出波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出振幅>20Vp-p （opencircuit）；>10Vp-p （加50Ω 负载）阻抗50Ω+10%衰减器-20dB+1.0dB （at 1kHz）DC 飘移<-10V ~ >+10V, （<-5V ~ >+5V 加50Ω负载）周期控制1 : 1 to 10 : 1 continuously rating显示幕4 位LED 显示幕频率范围0.2Hz to2MHz（共7 档）频率控制Separate coarse and fine tuning正弦波失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB 100kHz~ 2MHz 三角波线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~ 2MHz对称性<2% 0.2Hz ~100kHz上升/ 下降时间<120nSCMOS输出位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调上升/ 下降时间<120nSTTL 输出位准>3Vpp上升/ 下降时间<30nSVCF输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio输入阻抗10kΩ (± 10%)使用电源交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz附件电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线GTL-101 × 1230（宽）× 95（高）× 280（长） mm,约2.1 公斤信号发生器是为进行电子测量提供满足一定技术要求电信号的仪器设备。

任务3 使用函数信号发生器函数信号发生器是一种多波形信号源，能够输出正弦波、方波、三角波、锯齿波等多种波形的信号，其输出波形均可用数学函数来描述，所以称为函数信号发生器。

函数信号发生器的输出频率范围很宽，一般可从几赫至几十兆赫。

由于函数信号发生器具有以上特点，它在很多情况下能够替代正弦信号发生器、脉冲信号发生器等，在生产、测试、维修和实验等工作中得到越来越广泛的应用。

本任务分别要求输出三种不同频率、幅度的波形，可采用函数信号发生器来实现。

EE1641C型函数信号发生器是一款广泛使用的函数信号发生器。

1. EE1641C型函数信号发生器的外形EE1641C型函数信号发生器的外形如图2-3-1 所示。

图2-3-1 EE1641C型函数信号发生器的外形【任务分析】【认识仪器】2. EE1641C型函数信号发生器的面板EE1641C型函数信号发生器的面板如图2-3-2 所示，各部件的功能见表2-3-1。

输入输出端子频率与幅度显示窗口选择按键与调节旋钮图2-3-2 EE1641C型函数信号发生器的面板表2-3-1 EE1641C型函数信号发生器面板各部件的功能部件功能频率显示窗口显示输出信号或外测信号的频率，其中，左侧显示信号波形，右侧显示信号频率的单位，下方为当前所选的频段指示灯幅度显示窗口显示输出信号的幅度，右侧显示输出信号的幅度单位和类型，下方为当前所选的输出衰减指示灯频率微调旋钮改变输出频率的 1 个频程内的频率范围占空比旋钮改变输出信号的对称性。

当此旋钮处在中心位置或关闭位置时，输出对称信号直流电平旋钮幅度调节旋钮扫描宽度/调制度旋钮扫描速率旋钮CMOS 电平调节旋钮频挡选择按键续表波形选择按键衰减选择按键幅值选择按键方式选择按键单脉冲按键电源开关按键外部输入端子函数输出端子同步输出端子单次脉冲端子点频输出端子（选件）功率输出端子（选件）3. EE1641C型函数信号发生器的性能指标EE1641C型函数信号发生器的性能指标见表2-3-2。

信号发生器本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤1、信号发生器参数性能频率范围：0.2Hz~2MHz 粗调、微调旋钮正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波0.5" 大型LED 显示器可调DC offset 电位输出过载保护信号发生器/ 信号源的技术指标: 主要输出波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出振幅>20Vp-p （opencircuit）；>10Vp-p （加50Ω 负载）阻抗50Ω+10%衰减器-20dB+1.0dB （at 1kHz）DC 飘移<-10V ~ >+10V, （<-5V ~ >+5V 加50Ω负载）周期控制1 : 1 to 10 : 1 continuously rating显示幕4 位LED 显示幕频率范围0.2Hz to2MHz（共7 档）频率控制Separate coarse and fine tuning正弦波失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB 100kHz~ 2MHz 三角波线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~ 2MHz对称性<2% 0.2Hz ~100kHz上升/ 下降时间<120nSCMOS输出位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调上升/ 下降时间<120nSTTL 输出位准>3Vpp上升/ 下降时间<30nSVCF输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio输入阻抗10kΩ (± 10%)使用电源交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz附件电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线GTL-101 × 1230（宽）× 95（高）× 280（长） mm,约2.1 公斤信号发生器是为进行电子测量提供满足一定技术要求电信号的仪器设备。

第1篇一、实验目的1. 熟悉常用信号测量仪器的操作方法。

2. 掌握信号的时域和频域分析方法。

3. 学会运用信号处理方法对实际信号进行分析。

二、实验原理信号测量实验主要包括信号的时域测量、频域测量以及信号处理方法。

时域测量是指对信号的幅度、周期、相位等参数进行测量；频域测量是指将信号分解为不同频率成分，分析各频率成分的幅度和相位；信号处理方法包括滤波、放大、调制、解调等。

三、实验仪器与设备1. 示波器：用于观察信号的波形、幅度、周期、相位等参数。

2. 频率计：用于测量信号的频率和周期。

3. 信号发生器：用于产生标准信号，如正弦波、方波、三角波等。

4. 滤波器：用于对信号进行滤波处理。

5. 放大器：用于对信号进行放大处理。

6. 调制器和解调器：用于对信号进行调制和解调处理。

四、实验内容与步骤1. 时域测量（1）打开示波器，调整波形显示，观察标准信号的波形。

（2）测量信号的幅度、周期、相位等参数。

（3）观察不同信号（如正弦波、方波、三角波）的波形特点。

2. 频域测量（1）打开频率计，调整频率显示，测量信号的频率和周期。

（2）使用信号发生器产生标准信号，如正弦波，通过频谱分析仪分析其频谱。

（3）观察不同信号的频谱特点。

3. 信号处理方法（1）滤波处理：使用滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波前后信号的变化。

（2）放大处理：使用放大器对信号进行放大处理，观察放大前后信号的变化。

（3）调制和解调处理：使用调制器对信号进行调制，然后使用解调器进行解调，观察调制和解调前后信号的变化。

五、实验结果与分析1. 时域测量结果通过时域测量，我们得到了不同信号的波形、幅度、周期、相位等参数。

例如，正弦波具有平滑的波形，周期为正弦波周期的整数倍，相位为正弦波起始点的角度；方波具有方波形，周期为方波周期的整数倍，相位为方波起始点的角度；三角波具有三角波形，周期为三角波周期的整数倍，相位为三角波起始点的角度。

2. 频域测量结果通过频域测量，我们得到了不同信号的频谱。

信号发生器本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤.1、信号发生器参数性能频率围：0.2Hz ~2MHz粗调、微调旋钮正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波0.5" 大型 LED 显示器可调 DC offset 电位输出过载保护信号发生器/信号源的技术指标:波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出振幅>20Vp-p (open circuit)； >10Vp-p (加 50Ω负载) 阻抗50Ω+10%衰减器-20dB+1.0dB (at 1kHz)DC 飘移<-10V ~ >+10V, (<-5V ~ >+5V 加 50Ω负载)周期控制 1 : 1 to 10 : 1 continuously rating显示幕4位LED显示幕频率围0.2Hz to2MHz(共 7 档)频率控制Separate coarse and fine tuning失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz； < 1dB100kHz~2MHz线性98% 0.2Hz ~100kHz； 95%100kHz~2MHz对称性<2% 0.2Hz ~100kHz上升/下降时间<120nS位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调上升/下降时间<120nS位准>3Vpp上升/下降时间<30nS输入电压约 0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio输入阻抗10kΩ (±10%)交流 100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线 GTL-101 × 1230(宽) × 95(高) × 280(长) mm,约 2.1 公斤信号发生器是为进行电子测量提供满足一定技术要求电信号的仪器设备。

信号发生器使用一、信号发生器信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。

按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。

信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

能够产生多种波形的信号发生器，如产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的信号发生器称为函数信号发生器信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。

所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。

随着科技的发展，实际应用到的信号形式越来越多，越来越复杂，频率也越来越高，所以信号发生器的种类也越来越多，同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。

信号发生信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。

所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。

随着科技的发展，实际应用到的信号形式越来越多，越来越复杂，频率也越来越高，所以信号发生器的种类也越来越多，同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。

二、信号发生器的分类信号发生器所产生的信号在电路中常常用来代替前端电路的实际信号，为后端电路提供一个理想信号。

由于信号源信号的特征参数均可人为设定，所以可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号，对于产品研发和电路实验特别有用。

在电路测试中，我们可以通过测量、对比输入和输出信号，来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。

例如，用信号发生器产生一个频率为1kHz 的正弦波信号,输入到一个被测的信号处理电路（功能为正弦波输入、方波输出），在被测电路输出端可以用示波器检验是否有符合设计要求的方波输出。

高精度的信号发生器在计量和校准领域也可以作为标准信号源（参考源），待校准仪器以参考源为标准进行调校。

任务2 使用低频信号发生器1. RAG一101型低频信号发生器外形RAG-101 型低频信号发生器外形如图2-2-1 所示。

图2-2-1 RAG-101 型低频信号发生器外形2. RAG一101型低频信号发生器的面板RAG-101 型低频信号发生器面板上的各部件如图2-2-2 所示，相关功能见表2-2-1。

频率调节旋钮频段选择按键衰减器输出波形选择按键幅度调节旋钮同步端子输出端子电源按键电源指示灯图2-2-2 RAG-101 型低频信号发生器各部件表2-2-1 RAG-101 型低频信号发生器面板各部件的功能部件功能频率指示标记频率调节旋钮频段选择按键衰减器同步端子输出端子幅度调节旋钮电源按键电源指示灯输出波形选择按键3. RAG一101型低频信号发生器的参数指标RAG-101 型低频信号发生器的参数指标见表2-2-2。

表2-2-2 RAG-101 型低频信号发生器的参数指标26■ 准备篇续表1.输出频率为 50Hz,电压峰一峰值为 2V 的正弦波使用 RAG-101 型低频信号发生器输出频率为 50 Hz ，电压峰-峰值为 2 V 的 正弦波，操作步骤见表 2-2-3。

扫一扫表 2-2-3 使用 RAG-101 型低频信号发生器输出正弦波的操作步骤 活动一 开机活动二 选择波形【任务实施】项目 2 信号发生器27 续表活动三选择频率盘活动四调节信号幅度活动五连接示波器活动六观察信号幅度衰减续表2.输出频率为15KHz,电压峰一峰值为5V的方波,并调节衰减系数使用RAG-101 型低频信号发生器输出频率为15 KHz，电压峰-峰值为 5 V 的方波，并调节衰减系数，操作步骤见表2-2-4 。

表2-2-4 使用RAG-101 型低频信号发生器输出方波并调节衰减系数的操作步骤活动一开机活动二选择波形活动三选择频率盘活动四 调节信号幅度活动五 连接示波器活动六 观察信号幅度衰减低频信号发生器的结构组成低频信号发生器主要由振荡器 、电压放大器 、输出衰减器 、功率放大器 、阻抗变换器等部分 组成，如图 2-2-3 所示 。

习 题 三3.1 如何按信号频段和信号波形对测量用信号源进行分类？ 答：按信号频段的划分，如下表所示：按输出信号波形分类：可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。

非正弦信号发生器又可包括：脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列信号发生器、图形信号发生器、噪声信号发生器等。

3.2 正弦信号发生器的主要性能指标有哪些？各自具有什么含义？ 答：正弦信号发生器的主要性能指标及各自具有的含义如下： （1）频率范围指信号发生器所产生的信号频率范围。

（2）频率准确度频率准确度是指信号发生器度盘(或数字显示)数值与实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示：011100%f f f ∆⨯－＝式中f 0为度盘或数字显示数值，也称预调值，f 1是输出正弦信号频率的实际值。

（3）频率稳定度其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。

按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期稳定度和频率长期稳定度。

频率短期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意15min 内所发生的最大变化，表示为：max min100%f f f δ⨯－＝频率长期稳定度定义为信号发生器经过规定的预热时间后，信号频率在任意3h 内所发生的最大变化，表示为：预调频率的 x ×10-6＋yHz式中x 、y 是由厂家确定的性能指标值。

（4）由温度、电源、负载变化而引起的频率变动量由温度、电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。

① 温度引起的变动量环境温度每变化1℃所产生的相对频率变化，表示为：预调频率的x ·10-6/℃，即66100()1010/f f f t-⨯∆⨯∆ －＝℃式中△t 为温度变化值，f 0为预调值， f 1为温度改变后的频率值。

② 电源引起的频率变动量供电电源变化±10％所产生的相对频率变化，表示为：x ·10-6，即66100()1010f f f -⨯∆⨯－＝③ 负载变化引起的频率变动量负载电阻从开路变化到额定值时所引起的相对频率变化，表示为： x ·10-6，即66211()1010f f f -⨯∆⨯－＝式中f 1为空载时的输出频率，f 2为额定负载时的输出频率。

PWM发生器（2电平）产生脉冲，用于PWM控制的2 - 电平转换器文库控制和测量/脉冲和信号发生器描述PWM发生器（2电平）模块产生脉冲为采用2电平拓扑并使用脉冲宽度调制（PWM）的转换器。

该模块可以控制开关器件（场效应管，GTO，或IGBT）的三种不同的转换器类型：单相半桥（1臂），单相全桥（2臂），或三相桥（3臂）。

参考信号（Uref的输入），也称为调制信号，被自然采样，并和对称的三角载波进行比较。

当基准信号大于载波时，上部开关器件的脉冲为高（1），下部开关器件的脉冲为低（0）。

图中示出了用于单相半桥转换器的脉冲的产生。

在这种情况下，一个参考信号是必需的，以产生两个脉冲。

对于一个单相全桥，第二参考信号是必需的，以产生两个脉冲为第二臂。

这个信号是内部产生的，通过相移原始参考信号180度得到。

对于三相桥，三个参考信号是必需的，以产生6个脉冲。

参考信号也可以由PWM发生器在内部产生。

在这种情况下，指定一个调制指数，电压输出的频率和相位。

脉冲发生器为一个单相半桥转换器对话框和参数发生器类型指定生成的脉冲数。

由模块产生的脉冲的数量与控制桥臂的数量成比例。

选择单相半桥（2个脉冲），以触发一个单相半桥变换器的自变换装置。

脉冲1触发上层设备，和脉冲2触发下层设备。

选择单相全桥（4个脉冲），以触发一个单相全桥变换器的自变换装置。

然后产生四个脉冲。

脉冲1和3触发所述第一和第二臂的上部装置。

脉冲2和4触发下层设备。

选择三相桥（6个脉冲），以触发一个三相桥式变换器的自变换装置。

脉冲1，3和5火的第一，第二和第三臂的上部的装置。

脉冲2，4和6触发下层装置。

运作模式当设置为不同步，非同步载波信号的频率是由载波频率的参数来确定的。

当设置为同步，载波信号被同步到外部参考信号（输入（wt））和载波频率是由开关比的参数来确定的。

载波频率（Hz）指定三角载波信号的频率，以赫兹为单位。

载波频率参数是可见的，仅在运作方式参数设置为不同步时。