0.2——18G梳状谱信号发生器研究

1 1 引言 随着通信技术、数字电视、航空航天和遥控技术的不断发展，对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率数量的要求也越来越高。为了提高频率的稳定度，经常采用晶体振荡器等方法来解决，但它很难产生多个频率信号。而频率合成技术，可以通过对频率进行加、减、乘、除运算，从一个高稳定度和高准确度的标准信号源，产生大量具有同样高稳定度和高准确度的不同频率。频率合成器是从一个参考频率中产生多种频率的器件。基于频率合成器的这以一特点，利用锁相式频率合成技术，可以制作高稳定度、宽频带的正弦波信号发生器。 2 设计要求

利用锁相环技术产生一个失真度小、频率从30MHz到100MHz的可调的正弦波信号。根据频率的不同选择不同步进的标准频率。当信号处于较低频率时，选择步进为1KHz的标准频率，此时它的最小误差不大于0.8%；当信号在较高的频率段时，选择以25 KHz为标准频率，它的最小误差不大于0. 5%。 3方案论证与比较

3.1 压控振荡器方案论证与选择 方案1：采用分立元件构成。利用低噪声场效应管，用单个变容二极管直接接入振荡回路作为压控器件。

图3-1 压控振荡电路 电路是电容三点式振荡器，如图3-1所示。该方法实现简单，但是调试困难，而且输出频率不易灵活控制[1]。 方案2：采用压控振荡器和变容二极管，及一个LC谐振回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压，便可改变压控振荡的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。

100k100k4.7k100k100k3.3k1k1000p68p0.01u5p0.01u47p0.1u1u2SC1906T1D1AVCC

2 综上所述，方案2具有更优良的物性和更简单的电路构成，所以使用方案2作为本次设计的方案。 3.2 频率合成器的设计方案论证与选择 方案1:采用直接式频率合成器技术,将一个或几个晶体振荡器产生的标准频率通过谐波发生器产生一系列频率,然后再对这些频率进行倍频、分频或混频，获得大量的离散频率。其组成框图如3-2所示。直接式频率合成器频率稳定度高，频率转换时间短，频率间隔小。但系统中需要用大量的混频器、滤波器等，体积大，易产生过多杂散分量，而且成本高、安装调试都比较困难。

电子电路综合设计实验实验一函数信号发生器的设计与调测班级: 2009211108**: ***学号: ********小班序号: 26课题名称函数信号发生器的设计与实现一、摘要函数信号发生器是一种为电子测量提供符合一定要求的电信号的仪器, 可产生不同波形、频率和幅度的信号。

在测试、研究或调整电子电路及设备时, 为测定电路的一些电参量,用信号发生器来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。

信号发生器可按照产生信号产生的波形特征来划分：音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器。

信号发生器用途广泛, 有多种测试和校准功能。

本实验设计的函数信号发生器可产生方波、三角波和正弦波这三种波形, 其输出频率可在1KHz至10KHz范围内连续可调。

三种波形的幅值及方波的占空比均在一定范围内可调。

报告将详细介绍设计思路和与所选用元件的参数的设计依据和方法。

二、关键词函数信号发生器迟滞电压比较器积分器差分放大电路波形变换三、设计任务要求:1、（1）基本要求:2、设计一个可输出正弦波、三角波和方波信号的函数信号发生器。

3、输出频率能在1-10KHZ范围内连续可调, 无明显是真；4、方波输出电压Uopp≥12V, 上升, 下降沿小于10us, 占空比可调范围30%-70%；5、三角波输出电压Uopp≥8V；6、正弦波输出电压Uopp≥1V；设计该电源的电源电路（不要求实际搭建）, 用PROTEL软件绘制完整的电路原理图（SCH）。

（2）提高要求:1.三种输出波形的峰峰值Uopp均在1V-10V范围内连续可调。

2.三种输出波形的输出阻抗小于100Ω。

3.用PROTEL软件绘制完整的印制电路板图（PCB）。

（3）探究环节:1.显示出当前输入信号的种类、大小和频率（实验演示或详细设计方案）。

2.提供其他函数信号发生器的设计方案（通过仿真或实验结果加以证明）。

四、设计思路和总体结构框图（1）原理电路的选择及总体思路:根据本实验的要求, 用两大模块实现发生器的设计。

频谱分析实验报告频谱分析实验报告引言：频谱分析是一种用于研究信号频谱特性的方法，广泛应用于通信、音频处理、无线电等领域。

本实验旨在通过实际操作和数据分析，探索频谱分析的原理和应用。

实验设备与步骤：本次实验使用了频谱分析仪、信号发生器和电缆等设备。

具体步骤如下：1. 连接设备：将信号发生器通过电缆连接到频谱分析仪的输入端口。

2. 设置参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率、幅度和波形等参数，并将频谱分析仪的参考电平和分辨率带宽调整到合适的范围。

3. 采集数据：启动频谱分析仪，开始采集信号数据。

可以选择连续扫描或单次扫描模式，并设置合适的时间窗口。

4. 数据分析：通过频谱分析仪提供的界面和功能，对采集到的数据进行分析和处理。

可以查看频谱图、功率谱密度图等，了解信号的频谱特性。

实验结果与讨论：通过实验操作和数据分析，我们得到了以下结果和结论。

1. 频谱分析原理：频谱分析仪通过将信号转换为频谱图来展示信号在不同频率上的能量分布情况。

频谱图通常以频率为横轴，幅度或功率为纵轴，可以直观地反映信号的频谱特性。

2. 不同信号的频谱特性：我们使用了不同频率和波形的信号进行实验，观察其在频谱图上的表现。

正弦波信号在频谱图上呈现出单个峰值，峰值的位置对应信号的频率。

方波信号在频谱图上则呈现出多个峰值，峰值的位置和幅度反映了方波的频率和谐波分量。

3. 噪声信号的频谱特性：我们还进行了噪声信号的频谱分析。

噪声信号在频谱图上呈现为连续的能量分布，没有明显的峰值。

通过分析噪声信号的功率谱密度图，可以了解噪声信号在不同频率上的能量分布情况。

4. 频谱分析的应用：频谱分析在通信和音频处理领域有着广泛的应用。

通过频谱分析，可以帮助我们了解信号的频率成分、噪声特性以及信号处理器件的性能等。

在无线电领域，频谱分析还可用于频段分配、干扰监测等工作。

结论：通过本次实验，我们深入了解了频谱分析的原理和应用。

频谱分析可以帮助我们理解信号的频谱特性，对于信号处理和通信系统设计具有重要意义。

梳状滤波器原理梳状滤波器是一种数字滤波器，它的原理是利用周期性的采样信号对输入信号进行采样，然后通过对采样信号进行加权平均来实现滤波的目的。

梳状滤波器的名称来源于其输出信号的频谱形状，它类似于一把梳子，因此被称为梳状滤波器。

梳状滤波器的结构非常简单，它由一个延迟线和一组加权系数组成。

输入信号经过延迟线后，与一组加权系数相乘，然后加权平均得到输出信号。

这组加权系数的作用是对输入信号进行滤波，不同的加权系数可以实现不同的滤波效果。

梳状滤波器的工作原理是基于采样定理，即在采样频率为2倍信号最高频率时，可以完全还原原始信号。

因此，如果输入信号的频率超过了采样频率的一半，就会出现混叠现象，即高频信号被混叠到低频区域。

梳状滤波器利用这一原理，通过周期性的采样信号对输入信号进行采样，然后对采样信号进行加权平均，从而实现滤波的目的。

梳状滤波器的优点是结构简单、计算量小、实现方便。

它可以实现高通、低通、带通和带阻滤波等多种滤波效果。

另外，梳状滤波器还可以用于信号的采样率转换，即将一个采样率的信号转换为另一个采样率的信号。

梳状滤波器的缺点是在滤波过程中会出现振铃现象，即在滤波器的截止频率附近会出现周期性的波动。

这是由于梳状滤波器的频率响应具有周期性的特点所导致的。

为了减少振铃现象的影响，可以采用窗函数等方法对加权系数进行调整。

总之，梳状滤波器是一种简单而有效的数字滤波器，它的原理是基于采样定理，通过周期性的采样信号对输入信号进行采样，然后对采样信号进行加权平均，从而实现滤波的目的。

梳状滤波器具有结构简单、计算量小、实现方便等优点，可以实现多种滤波效果和信号的采样率转换。

但是，它也存在振铃现象的缺点，需要采取相应的措施进行调整。

实验一、常用电子仪器的使用一、实验目的1、学习电子技术实验中常用电子仪器的主要技术指标、性能和正确使用方法。

2、初步掌握用示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

电路实验箱的结构、基本功能和使用方法。

二、实验原理在模拟电子电路实验中，要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以接线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。

1．信号发生器信号发生器可以根据需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

输出信号电压频率可以通过频率分挡开关、频率粗调和细调旋钮进行调节。

输出信号电压幅度可由输出幅度调节旋钮进行连续调节。

操作要领：1）按下电源开关。

2）根据需要选定一个波形输出开关按下。

3）根据所需频率，选择频率围（选定一个频率分挡开关按下）、分别调节频率粗调和细调旋钮，在频率显示屏上显示所需频率即可。

4）调节幅度调节旋钮，用交流毫伏表测出所需信号电压值。

注意：信号发生器的输出端不允许短路。

2．交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率围，用来测量300伏以下正弦交流电压的有效值。

操作要领：1）为了防止过载损坏仪表，在开机前和测量前（即在输入端开路情况下）应先将量程开关置于较大量程处，待输入端接入电路开始测量时，再逐档减小量程到适当位置。

2）读数：当量程开关旋到左边首位数为“1”的任一挡位时，应读取0～10标度尺上的示数。

当量程开关旋到左边首位数为“3”的任一挡位时，应读取0～3标度尺上的示数。

3）仪表使用完后，先将量程开关置于较大量程位置后，才能拆线或关机。

3．双踪示波器示波器是用来观察和测量信号的波形及参数的设备。

双踪示波器可以同时对两个输入信号进行观测和比较。

操作要领：1）时基线位置的调节开机数秒钟后，适当调节垂直（↑↓）和水平（←→）位移旋钮，将时基线移至适当的位置。

2）清晰度的调节适当调节亮度和聚焦旋钮，使时基线越细越好（亮度不能太亮，一般能看清楚即可）。

函数信号发生器的设计实验报告院系：电子工程学院班级：2012211209**：***班内序号：学号：实验目的：设计一个设计制作一个可输出方波、三角波、正弦波信号的函数信号发生器。

1，输出频率能在1—10KHz范围内连续可调，无明显失真；2，方波输出电压Uopp = 12V,上升、下降沿小于10us（误差<20%）；3，三角波Uopp = 8V（误差<20%）；4，正弦波Uopp≥1V。

设计思路：1，原理框图：2，系统的组成框图：分块电路和总体电路的设计：函数发生器是指能自动产生方波、三角波和正弦波的电压波形的电路或者仪器。

电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。

根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，本课题采用由集成运算放大器与晶体差分管放大器共同组成的方波—三角波、三角波—正弦波函数发生器的方法。

本课题中函数信号发生器电路组成如下：第一个电路是由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路。

单限比较器输出的方波经积分器得到三角波；第二个电路是由差分放大器组成的三角波—正弦波变换电路。

差分放大器的特点:工作点稳定，输入阻抗高，抗干扰能力较强等。

特别是作为直流放大器时，可以有效地抑制零点漂移，因此可将频率很低的三角波变换成正弦波波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性。

传输特性曲线越对称，线性区域越窄越好;三角波的幅度Uim应正好使晶体接近饱和区域或者截至区域。

Ⅰ、方波—三角波产生电路设计方波输出幅度由稳压管的稳压值决定，即限制在（Uz+UD）之间。

方波经积分得到三角波，幅度为Uo2m=±（Uz+UD）方波和三角波的震荡频率相同，为f=1/T=āRf/4R1R2C，式中ā为电位器RW 的滑动比（即滑动头对地电阻与电位器总电阻之比）。

即调节RW可改变振荡频率。

根据两个运放的转换速率的比较，在产生方波的时候选用转换速率快的LM318，这样保证生成的方波上下长短一致，用LM741则会不均匀。