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：
01
1
100%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 min
100%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
6
6100
()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
6
6211
()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。 （5）非线性失真系数(失真度)
用信号频谱纯度来说明输出信号波形接近正弦波的程度，并用非线性失真系数 r 表示： 式中U 1为输出信号基波有效值，U 2、U 3 …… U n 为各次谐波有效值。
1
100%r
由于U 2、U 3 …… U n 等较U 1小得多，为了测量上的方便，也用下面公式定义r ：
100%r
（6）输出阻抗
信号发生器的输出阻抗视其类型不同而异。低频信号发生器电压输出端的输出阻抗一般600Ω (或1k Ω)，功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常50Ω、75Ω、150Ω、600Ω和5k Ω等档。高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。
（7）输出电平
输出电平指的是输出信号幅度的有效范围。 （8）调制特性
当调制信号由信号发生器内部产生时，称为内调制，当调制信号由外部加到信号发生器进行调制时，称为外调制。
3.3 文氏桥振荡器的振荡原理是什么？
答：是文氏桥振荡器传输函数的幅频特性和相频特性分别为：
()(
)N N j ω＝ω
()00/3arctg ϕ⎡⎤
⎛⎫⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦
ωωω＝－－ωω
当ω＝ω0＝1/RC ，或 f ＝f 0＝1/2πRC 时，输出信号与输入信号同相，且此时传输函数模 N (ω0)＝N (ω)max
＝1/3最大，如果输出信号U 0后接放大倍数K V ＝N (ω0)＝3的同相放大器，那么就可以维持ω＝ω0 或者f ＝ f 0＝1/2πRC 的正弦振荡，而由于RC 网络的选频特性，其他频率的信号将被抑制。
3.4 某文氏桥只C 振荡器如题3．4图所示，其中R 3、R 4是热敏电阻，试确定它们各自应具有什么性质的温度系数。
答：R 3应具有正性质的温度系数， R 4应具有负性质的温度系数。
题3.4图
3.5 差频式振荡器作低频信号发生器振荡源的原理和优点是什么？
答：差频式振荡器的可变频率振荡器和固定 频率振荡器分别产生可变频率的高频振荡 f 1 和固定频率的高频振荡 f 2 ，经过混频器M 产生两者差频信号 f ＝f 1 – f 2。这种方法的主要缺点是电路复杂，频率准确度、稳定度较差，波形失真较大；最大的优点是容易做到在整个低频段内频率可连续调节而不用更换波段，输出电平也较均匀，所以常用在扫频振荡器中。
3.6 XD-1型低频信号发生器表头指示分别为2V 和 5V ，当输出衰减旋钮分别指向下列各位置时，实际输出电压值为多大？
3.7 结合图3.3—11，说明函数信号发生器的工作原理和过程。欲产生正向锯齿波，图中二极管应如何联接？
答：正向锯齿波充电电压增大的时间长，放电电压减少的时间短，在R 两端并联的二二极管左端为正，右端为负。
1m RC t U E
α＝ 2
(//)D m R R C t U E α＝ t 1＞t 2 为正向锯齿波。 3.8 说明图3．3-14所示XD8B 框图中RP 4和RP 2两个电位器的功能。 答：RP 4调频率，RP 2波形选择。
3.9 说明图3.4-1高频信号发生器各单元的主要作用。
答：振荡器产生高频等幅振荡信号，调频器产生高频调频信号，内调制信号振荡器产生低频等幅振荡信号，缓冲放大器放大高频等幅振荡信号或高频调频信号，同时还起缓冲隔离作用，调制度计显示调制度计的大小，电子电压表显示缓冲放大器输出电压的大小，步进衰减输出级衰减缓冲放大器输出电压使之满足输入电路对输入电压大小的要求，电源的作用是为高频信号发生器各单元电路提供合适的工作电压和电流。
3.10 调谐式高频振荡器主要有哪三种类型？振荡频率如何确定和调节？
答：调谐信号发生器的振荡器通常为LC 振荡器，根据反馈方式，又可分为变压器反馈式、电感反馈式(也称电感三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡器形式。
变压器反馈式振荡器的振荡频率：0f
电感反馈式振荡器的振荡频率：0f
电容反馈式振荡器的振荡频率：0f
通常用改变电感L 来改变频段，改变电容C 进行频段内频率细调。
3.11 题3.11图是简化了的频率合成器框图，f 1为基准频率， f 2为输出频率，试确定两者之间的关系。
