低频信号发生器的使用技巧

EE1642B1 函数信号发生器是一种精密的测量仪器，能够输出连续信号、扫频信号、函数信号、脉冲信号等多种信号，并具有外部测频功能，在实验室中可用做信号源和频率计。

组成及工作原理

EE1642B1 型函数信号发生器的组成框图如图 2.6 所示。整个系统由两片单片机进行管理和控制，包括控制函数信号发生器产生信号的频率，控制输出信号的波形，测量输出信号或外部输入信号的频率并进行显示，测量输出信号的幅度并进行显示等。

图2.6 EE1642B1 型函数信号发生器组成框图

函数信号由专用集成电路MAX038产生。该电路具有微机接口，可由微机进行控制，因此整个系统具有较高的可靠性。扫描电路由多片运算放大器组成，以满足扫描宽度、扫描速度的需要。输出级采用宽频带直接耦合功放电路，保证了输出端具有很强的带负载能力以及输出信号直流电平偏移的调整。

主要技术指标

(1)函数信号发生器部分的技术指标

① 输出频率：0.1～15×106Hz(正弦波)，按十进制共分 8 挡，见表2.3。

表2.3 EE1642B1型函数信号发生器输出频率分挡情况

② 输出阻抗。

函数输出：50Ω。

TTL输出：600Ω。

③ 输出信号波形。

函数输出(对称或非对称输出)：正弦波、三角波、方波。

TTL输出：矩形波。

④ 输出信号幅度。

函数输出：不衰减时，(1～10)V(峰峰值)·(1±10%)，连续可调。

衰减20dB时，(0.1～1)V(峰峰值)·(1±10%)，连续可调。

衰减40dB时，(10～100)mV(峰峰值)·(1±10%)，连续可调。

将“20dB”与“40dB”两个按钮同时按下时，其衰减为60dB。

TTL 输出：“0”电平时，小于或等于 0.8V;“1”电平时，大于或等于1.8V(负载电阻大于或等于600Ω)。

⑤ 函数输出信号直流电平偏移(offset)调节范围：关断或(−5～+5)V·(1±10%)(50Ω负载)。

关断位置时，输出信号的直流电平小于 0±0.1V，负载电阻大于或等于1MΩ时，调节范围为(−10～+10)V±10%。

⑥ 函数输出信号衰减：0dB、20dB、40dB。

⑦ 输出信号类别：单频信号、扫频信号、调频信号(受外控)。

⑧ 函数信号输出非对称性(占空比)调节范围：关断或 20%～80%(“关断”位置时输出波形为对称波形，误差小于或等于2%)。

⑨ 扫描方式。

内扫描方式：线性或对数。

外扫描方式：由VCF输入信号决定。

⑩ 内扫描特性。

扫描时间：(10～5×103) (1±10%)ms。

扫描宽度：大于1个频程。

⑪ 外扫描特性。

输入阻抗：约100kΩ。

输入信号幅度：0～2V。

输入信号周期：10～5×109ns。

⑫ 输出信号特性。

正弦波失真度：<1%。

三角波线性度：>99%(输出幅度的10%～90%)。

脉冲波上升沿、下降沿时间(输出幅度的10%～90%)：≤30ns。

脉冲波的上升沿、下降沿过冲：≤5%Uo(50Ω负载)。

测试条件：输出幅度5V(峰峰值)，频率10kHz，直流电平调节为“关断”位置，对称性调节为“关”位置，整机预热10min。

⑬ 输出信号频率稳定度：±0.1%/min，测试条件同上。

⑭ 幅度显示。

显示位数：3位(小数自动定位)。

显示单位：V(峰峰值)或mV(峰峰值)。

显示误差：Uo(1±20%)，±1个字(Uo为输出信号的峰峰值，负载电阻为50Ω，当负载电阻大于或等于1MΩ时，Uo读数需乘以2)。

分辨率(50Ω负载)：0.1V(峰峰值，衰减0dB);10mV(峰峰值，衰减20dB);1mV(峰峰值，衰减40dB)。

⑮ 频率显示。

显示范围：0.200～2×107Hz。

显示有效位数：5位(10000～20000kHz);4位(1000～9999kHz);3位(5.00～9.99)×10nHz，式中n=0、1、2、3、4、5。

(2)频率计数器部分的主要技术参数

① 频率测量范围：0.2～2×107Hz。

② 输入电压范围(衰减0dB)：50～2×103mV(10～2×107Hz);100～2×103mV(0.2～10Hz)。

③ 输入阻抗：500kΩ/30pF。

④ 波形适应性：正弦波、方波。

⑤ 滤波器截止频率：大约100kHz(带内衰减，满足最小输入电压要求)。

⑥ 测量时间：0.1s(fi≥10Hz);单个被测信号周期(fi<10Hz)。

⑦ 显示方式。

显示范围：0.200～2×107Hz。

显示有效位数：5位(10～2×107Hz);4位(1～10Hz);3位(0.2～1Hz)。

⑧ 测量误差：时基误差±触发误差(触发误差：单周期测量时被测信号的信噪比优于40dB，则触发误差小于或等于0.3%)。

⑨ 时基：标称频率为10MHz，频率稳定度为±5×10−5。

(3)电源电压

交流 220(1±10%)V，频率 50(1±5%)Hz，功耗小于或等于30VA。

前面板位置图

EE1642B1函数信号发生器前面板位置图如图2.7所示。

图2.7中各部分的含义如下。

① 频率显示窗口：显示输出信号的频率或外测频信号的频率。

② 幅度显示窗口：显示函数输出信号的幅度(50Ω负载时的峰峰值)。

图2.7 EE1642B1函数信号发生器前面板位置图

③ 扫描宽度调节旋钮：调节此旋钮可以改变内扫描的扫频范围。在外测频时，逆时针旋到底(绿灯亮)，外输入被测信号经过滤波器进入测量系统。

④ 扫描速率调节旋钮：调节此旋钮可以改变内扫描的时间长短。在外测频时，逆时针旋到底(绿灯亮)，外输入被测信号经过衰减20dB后进入测量系统。

⑤ 外部输入插座：外扫描控制信号或外测频信号由此输入。

⑥ TTL 信号输出端：输出标准的TTL幅度的脉冲信号，输出阻抗为600Ω。

⑦ 函数信号输出端：输出多种波形受控的函数信号，最大输出幅度20V(峰峰值，1MΩ负载)，10V(峰峰值，50Ω负载)。

⑧ 函数信号输出幅度调节旋钮：调节范围为20dB。

⑨ 输出函数信号的直流电平调节旋钮：调节范围为−5～+5V (50Ω负载)。当电位器处在“关”位置时，为低电平“0”。

⑩ 输出波形对称性调节旋钮：调节此旋钮可改变输出信号的对称性。当电位器处于“关”位置时，输出对称信号。

⑪ 函数信号输出幅度衰减按钮：“20dB”、“40dB”两键均不按下，输出信号不衰减，直接输出到插座口;按下“20dB”或“40dB”键，则可选择20dB或40dB衰减;若“20dB”、“40dB”两键同时按下，则衰减60dB。

⑫ 函数输出波形选择按钮：可选择输出正弦波、三角波或脉冲波。

⑬ “扫描/计数”按钮：可选择多种扫描方式和外测频方式。

⑭ 频率范围选择按钮：选择输出信号频率的范围。

⑮ 频率调节按钮：在选定的范围内调节输出信号频率。

⑯ 电源开关：按下此键时，接通电源，整机工作;释放此键后，则会关掉整机电源。

使用方法

(1)50Ω主函数信号输出

① 由函数信号输出端⑦连接测试电缆(一般要接50Ω匹配器)，输出函数信号。

② 由频率范围选择按钮⑭ 选定输出函数信号的频段，由频率调节旋钮⑮ 调整输出信号频率，直到所需之值。

③ 由函数输出波形选择按钮⑫ 选定输出波形的种类：正弦波、三角波或脉冲波。

④ 由函数信号输出幅度衰减按钮⑪ 和幅度调节旋钮⑧调节输出信号的幅度。

⑤ 信号直流电平调节旋钮⑨调整输出信号的直流电平。

⑥ 输出波形对称性调节旋钮⑩可改变输出脉冲信号占空比，与此类似，输出波形为三角波或正弦波时，可使三角波变为锯齿波，正弦波变为上升半周和下降半周分别为不同角频率的正弦波形。

(2)TTL脉冲信号输出

①由 TTL 信号输出端⑥连接测试电缆(不接 50Ω匹配器)，输出TTL脉冲信号。

② 除信号电平为标准TTL 电平外，其重复频率、操作方法与函数输出信号相同。

(3)内扫描扫频信号输出

① “扫描/计数”按钮⑬ 选定为内扫描方式。

② 分别调节扫描宽度调节旋钮③和扫描速率调节旋钮④获得所需的扫描信号输出。

③ 函数信号输出端⑦、TTL 信号输出端⑥均输出相应的内扫描的扫频信号。

(4)外扫描调频信号输出

① “扫描/计数”按钮⑬ 选定为外扫描方式。

② 由外部输入插座⑤输入相应的控制信号，即可得到相应的受控扫描信号。

(5)外测频功能检查

① “扫描/计数”按钮⑬ 选定为外计数方式。

② 用本仪器提供的测试电缆，将函数信号引入外部输入插座⑤，观察显示频率应与“内”测量时相同。

基于stm32单片机设计制作的信号发生器，可产生正弦波，方波

看一下用单片机做的信号发射器。这边是电源开发，这边是电源指示灯。下面有五个按键，第一个按键是用来选择相应的波形。一共有三种波形，第一个是三角波，对应的绿灯亮，同时屏幕上也会显示相应的参数。

按一下这个按键，下面进入到正弦波，再按一下下面是方波。后面的四个按键分别是用来设置频率的加和减，复制的加和减。调节复制加减可以看到屏幕上的参数也会相应的改变，频率也可以加减。

现在来测试一下，现在是三角波，频率是一k赫兹。用示波器来看一下，现在让示波器运行，调节一下，差不多。停止，可以看到试播器上显示的频率差不多也是一k赫兹，和屏幕上显示的频率是一样的。

改变频率，现在按频率加，可以看到频率也会在相应的改变。频率现在还是以k赫兹，看一下复制，现在也可以看到复制也在慢慢增加，现在是一副左右。复制减，可以看到复制也在相应的减小。

再看一下正弦波，看一下按键，可以看到频率大概是五k赫兹。看一下波性，稍微调节一下，停止，可以看到频率也是五k赫兹。也演示一下参数变化，现在频率加，现在是九k赫兹，现在是十k赫兹，可以看到波形发生明显的变化。在频率前可以看到频率也在相应的减小。

复制也是一样的，调节一下，现在复制在不断增大，现在是一点三伏左右，复制减。再看一下最后一个波形，是方波，调节一下，可以看到参数测得的频率是四点九k赫兹，和设置的五k赫兹是相当不大的。同样试一下参数调整，现在是九k赫兹、十k赫兹，现在是e k 赫兹。

看一下复制，复制现在是三点四伏、三点七，复制减。这就是它的整体功能的实现。

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