音频和高频信号发生器及其应用

信号发生器是电子测量中最基本、应用最广泛的电子测量仪器之一。信号发生器又称为信号源，其作用是产生不同频率、幅度和波形的各种信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波、脉冲波等。信号发生器广泛应用于电子电路和电子设备的电参量测量，各种电子设备的调试、校验和维修，各种有源和无源四端网络的传输特性测试，天线及馈电设备的性能测试等。

归纳起来，信号发生器主要有以下三个用途：

（1）激励源 作为某些电器设备的激励信号源，如激励扬声器发出声音。

（2）信号仿真 当研究一个电子设备在某种实际环境下所受的影响时，需要施加具有与实际环境相同特性的信号，如高频干扰信号等。

（3）校准源 用于对一般信号源或其他测量仪器进行校准。

低频信号发生器又称为音频信号发生器，主要用来产生频率范围为1Hz～1MHz的正弦波信号，主要用于模拟电子线路与系统的设计、测试与维修，高频信号发生器的外调信号源等。下面以XD-2型低频信号发生器为例，学习低频信号发生器的使用方法。

XD-2型低频信号发生器是一种多功能、宽频带的通用测量仪器，它可以产生幅度和频率都可调的低频正弦信号。

1.主要性能指标

1）频率范围：1Hz～1MHz，分成六个波段，分别为1～10Hz、10～100Hz、100Hz～1kHz、1～10kHz、10～100kHz、100kHz～1MHz。

2）频率的准确度：±（1%～2%）。

3）非线性失真：在20Hz～20kHz内小于0.1%。

4）最大输出电压：5V。

5）电源供电：（1±10%）220V，（50±2）Hz。

2.XD-2型低频信号发生器的面板结构

XD-2型低频信号发生器的面板结构如图1-10所示。

图1-10 XD-2型低频信号发生器的面板结构

1）电源开关：接通和切断仪器电源。

2）电源指示灯：指示仪器是否接通电源。

3）交流电压表：指示输出信号电压的大小。

4）阻尼开关：调节电压表指针摆动的速度。

5）频率范围选择开关：调节输出信号的频率范围。

6）输出衰减开关：调节电路对信号的衰减，衰减越小，输出信号越小。

7）输出细调旋钮：调节输出信号的幅度大小，与输出衰减开关配合使用。首先调节输出衰减开关，选择大致的输出信号幅度范围，再调节输出细调旋钮，精确调整输出信号幅度。

8）频率调节旋钮：调节输出信号的频率，共有三个旋钮。

9）输出接线柱：红色为信号输出端，黑色为接地端。(www.xing528.com)

3.XD-2型低频信号发生器的基本使用方法

1）开机前将输出细调旋钮置于最小值处，防止开机因输出信号幅度过大而打弯指针。

2）开启电源。将开关拨到“ON”位，电源指示灯亮。开机后，让仪器预热片刻，表头指示稳定才开始使用。

3）频率调节与指示。先通过频率范围选择开关选择输出信号的频率范围，再调节面板上的三个频率调节旋钮（×1、×0.1、×0.01）至所需频率，输出信号的频率可由这四个旋钮所示位置直接读出。例如要输出2.5kHz的信号，先将频率范围旋钮旋至1～10kHz范围档，然后分别将三个频率调节旋钮旋至2、5、0档。

4）幅度调节与指示。调节输出细调旋钮使面板上电压表指示在某一数值上，同时将输出衰减旋钮置于某档位置。这时输出电压的幅度等于电压表指示数值除以输出衰减旋钮指示的分贝数换算成的电压衰减倍数，输出衰减与电压衰减倍数的关系见表1-1。例如要输出40mV的信号，要调整输出细调旋钮使表头指示为4V，再调节“输出衰减”旋钮为40dB，即衰减了100倍（即为原值的0.01），则输出为4V×0.01=40mV。

表1-1 输出衰减与电压衰减倍数的关系

项目器材

XD-2型低频信号发生器、数字示波器、万用表。

项目内容和步骤

1.用信号发生器输出所需电压

调节信号发生器，输出40mV、530Hz和150mV、15kHz的正弦波信号。记录信号发生器面板上电压表示数和面板上有关旋钮的位置；并用万用表测试信号发生器输出电压的有效值，记录所测的结果，填入表1-2中。

表1-2 仪表的使用

2.用示波器测试输出电压

用示波器测试信号发生器输出电压的幅度和频率，将被测电压的峰-峰值转换成有效值，与万用表测得的数据加以比较，并记录测试数据，填入表1-2中。

项目评分标准

仪表的使用项目评分标准见表1-3。

1-3 仪表的使用项目评分标准

项目实训报告

1）设计封面，包括项目名称、班级、姓名、指导老师、时间等。

2）实训报告内容包括项目目标、器材、步骤。

3）测量过程中，要求记录XD-2型低频信号发生器和DS5022ME型数字示波器的技术指标、面板旋钮位置、仪表的操作步骤，总结实训心得体会。