简化函数信号发生器基础知识原理和性能分析(一)-上海怡健医学

科技和工业应用所需的信号越来越精确。该产品的推出促进了函数信号发生器的发展和推广，已成为工业生产、产品开发、科研等领域的必备工具。作为一种精密的测试仪器，它已广泛应用于电子行业。根据函数信号发生器的原理分析，我们知道最常用的一种就是我们经常使用锯齿波信号发生器作为时基电路。

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例如，当我们需要测量某个信号的精度/性能/频率时，需要找一个参考信号来观察和检测信号的运动规律，然后使用一些显示仪器（如示波器/数字显示仪器等）使用荧光屏显示测量图像并比较函数发生器的图像，以简化函数发生器的测量。下面我总结一下函数信号发生器的一些基础知识，包括函数信号发生器的原理和性能分析，让大家更直观的了解这个仪器。

函数信号发生器可用于测试或修复各种电子仪器设备中低频放大器的频率特性、增益和通带，也可作为高频信号发生器的外部调制信号源。顾名思义，它肯定可以产生函数信号源，比如一定频率的正弦波，有的可以输出电压，有的可以输出功率。下面我们用一个简单的例子来说明函数信号发生器的原理。

a) 信号发生器系统主要由以下几部分组成：主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗转换器（输出变压器）和指示电压表。

b) 工作方式：当输入端输入一个小信号正弦波时信号发生器 函数发生器 区别，信号分两路传输。1路环接完成整流、倍压功能，提供工作电源；另一条路径电容耦合并进入逆变器的输入。终端完成信号放大功能。放大后的信号经后级门电路处理，转换成方波输出。输出是一个可调电阻。

c) 工作流程：首先，主振级产生低频正弦振荡信号，信号需要经过电压放大器放大。放大系数必须满足电压输出幅值的要求。最后，输出衰减器用于直接输出信号设备实际能输出的电压。输出电压的大小可以通过主振动输出调节电位器来调节。

一般由单片机管理，主要实现以下功能：

a) 控制函数发生器产生的频率；

b) 控制输出信号的波形；

c) 测量输出的频率或测量外部输入的频率并显示；

d) 测量输出信号的幅值并显示；

e) 控制输出单脉冲。

下面我们举个例子。我们用功率自适应方波发生器的原理图来进一步说明。下图是不带电源的方波发生器信号发生器 函数发生器 区别，可以作为电子爱好者和实验室的简单信号源。

该电路是由六个反相器CD4096组成的自适应方波发生器。该方波发生器电路简单，易于制作，因此该方波发生器电路可以作为市电供电的50Hz方波发生器。制作时应将市电的220V正弦波经变压器隔离降压（1～0.75V），然后输入到电路的输入端，以保证安全。

【电路分析如下】

(1)输入端输入小信号正弦波时，信号分两路传输，一路C1、D1、D2、C2循环，完成换相倍增电压功能，为CD4096提供工作电源；

（2)另一路电容C3耦合后进入CD4096的一个反相器输入端，完成信号放大功能（小信号工作时，反相器可作为放大器）。放大后的信号通过通过后级由门电路处理，转换成方波由CD4096的12、8、10脚输出，输出端的R2为可调电阻确保输出信号从 0 到 1.25V 可调。

函数信号发生器常用于电子设计中，可提供一定频率、一定周期的正弦波、方波和三角波。

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