半波正弦波及指数波等。构成函数发生器的方案很多，通常有三种，即方波-三角波-正弦波函数发生器的构成方案、三角波-方波-正弦波函数发生器的构成方案、正弦波-方波-三角波函数发生器的构成方案。
+E R R4 R5a R4a D4a D4b R5b R4b R3a D3a D3b R3b R2a D2a D2b R2b R1a D1a D1b R1b
直流偏置电压 -E 图7.3 正弦波形成电路原理图
图7.3为中用二极管和电阻构成电路，实现了三角波到正弦波转换。
在三角波的正半周，当Vi的瞬时值很小时，所有的二极管都被偏置电压+E和-E截止，输入的三角波经过电阻R直接输出到输出端，VO=Vi，输出VO与输入波形Vi一样。
当三角波的瞬时电压Vi上升到V1时，二极管D1a导通，电阻R、R1、R1a组成第一级分压器，输入三角波通过该分压器分压后传送到输出端，输出电压比输入电压降低。
V0 随着输入三角波的不断增大，二极管D3a、D4a
依次导通，使得分压器的分压比逐渐减小，输出电压 衰减幅度更大，使三角波趋近于正弦波。 VV同理，当三角波自正峰值逐渐减小时，二极管 Vt VD4a、D3a、D2a、D1a依次截止，分压器的分压比又
0 逐渐增大，输出电压衰减幅度依次变小，三角波也
趋近于正弦波，如此循环，三角波变换成正弦波， 如图7.4所示。图中，该波形变换网络实际上是 采用4级网络、16条线段将三角波转变为正弦波，
图7.4 正弦波形成电路波形图 是对正弦波的逼近。如果网络的级数越多，逼近的 程度就越好。
7．6 什么是频率合成器，说明频率合成的各种方法及优缺点。
答：所谓频率合成，是对一个或多个基准频率进行频率的加、减（混频）、乘（倍频）、除（分频）四则运算，从而得到所需的频率。这一系列频率的准确度和稳定度取决于基准频率，
频率合成的方法很多，但基本上分为两类，一类是直接合成法，一类是间接合成法。 在直接合成法中，由于基准频率和辅助参考频率始终是存在的，转换输出频率所需时间主要取决于混频器、滤波器、倍频器、分频器等电路的稳定时间和传输时间，这些时间一般较小，因此直接合成法可以得到较快的频率转换速度，从而广泛应用于跳频通信、电子对抗、自动控制和测试等领域。其缺点是需用大量的混频器、滤波器，体积大，价格高，也不易集成化。
间接合成法通过锁相环来完成频率的加、减、乘、除，即对频率的运算是通过锁相环来间接完成的。由于锁相环具有滤波作用，因此可以省掉直接合成法中所需的滤波器，它的通频带可以作得很窄，其中心频率便于调节，而且可以自动跟踪输入频率，因而结构简单、价格低廉、便于集成，在频率合成中获得广泛应用。但间接合成法受锁相环锁定过程的限制，
21
转换速度较慢，一般为毫秒级。
7．7 基本锁相环由哪些部分组成，其作用是什么？
答：如图7.5所示，基本锁相环是由基准频率源、鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）组成的一个闭环反馈系统。
f0 f0 fr
基准频率源 Vi Vd 鉴相器 Vo 压控振荡器 低通滤波器
图7.5 基本锁相环框图 鉴相器是相位比较装置，它将两个输入信号Vi和VO之间的相位进行比较, 取出这两个信号的相位差，以电压Vd的形式输出给低通滤波器（LPF）。当环路锁定后，鉴相器的输出电压是一个直流量。
环路低通滤波器用于滤除误差电压中的高频分量和噪声，以保证环路所要求的性能，并提高系统的稳定性。
压控振荡器是受电压控制的振荡器，它可根据输入电压的大小改变振荡的频率。一般都利用变容二极管（变容管）作为回路电容，这样，改变变容管的反向偏置电压，其结电容将改变，从而使振荡频率随反向偏压而变。
7．8 已知fr1?100kHZ,fr2?40MHZ用于组成混频倍频环，其输出频率fo?(73~101.1)MHZ，步进频率?f?100kHZ，环路形式如下图所示，求
（1）M取“+”，还是“-”？ （2）N=？
f r1=100kHZ 分频器 （÷N） 带通滤波器 混频器 (M) 频率源1 鉴相器 低通滤波器 压控振荡器 f0=(73~101.1)MHZ △f=100kHZ fr2=40MHZ 频率源2
解：根据锁相原理，我们不难看出
f?Nfr1 而f?fr2?fo
（1）若M取“+”，
则f?fr2?fo?40MHZ?(73~101.1)MHZ?(113~141.1)MHZ 则N?f113~141.1??1130~1411 fr10.1（2）若M取“-”，
则f?fo?fr2?(73~101.1)MHZ?40MHZ?(33~61.1)MHZ
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则N?
f33~61.1??330~611 fr10.17．9 对测量信号源的基本要求是什么？
答：对测试信号源的基本要求是：能满足被测信号对频率、幅度、波形种类、准确度和稳定度失真度等指标要求，能进行测试功能选择。
7．10 如何对低频放大器的电压放大倍数、功率放大倍数进行测量？
答：在低频电子电路中，对放大倍数的测量，实质上是对电压和电流的测量。测试电路如图7.6所示。
毫伏表
信号源 示波器 被测 放大器
图7.6 放大器放大倍数测量连线图 信号源输出放大器中频段的某一频率，加到被测放大器的输入端，输入幅度由毫伏表监
测，被测放大器的输出同时用毫伏表和示波器测试，保证在输出基本不失真、无振荡、无严重干扰的情况下进行定量测试。用毫伏表分别测出被测放大器输入、输出信号电压的有效值，即可求出放大器的电压放大倍数。
AV?VO ViP0，式中Pi放大电路功率放大倍数测量的连线图与电压放大倍数测量的连线图一样。 根据功率放大倍数的计算公式，KP?po是负载电阻RL上测得的输出功率，
V02Vi2其值为；Pi是输入功率，其值为，其中Vi是输入的信号电压，Ri是被测放大器的输
RLRi入电阻。因此，只要测得，并已知时VO、Vi、Ri，便可计算出功率放大倍数。
KPVV02P0()/(i) ??RLPiRi2
7．11 如何对放大器的幅频特性进行测量？
答：在低频电子电路中，函数发生器可用于测量低频放大器的幅频特性。测试过程如下。
（1）按图7.7所示连线。
（2）调节函数发生器，使其输出频率1kHz，幅度为10mV的正弦信号，并将其送到被测放大器输入端。
（3）在被测放大器输出端接上负载
毫伏表 电阻RL后，再将输出接到毫伏表或示波
器的Y输入端，测出放大器在1kHz时的 输出电压值。
（4）按被测电路的技术指标，在保 函数信号 发生器 23 被测 放大器 示波器 图7.7 放大器幅频特性测试连线图
持函数发生器输出幅度不变的情况下，逐 点改变信号发生器的频率，逐点记录被测 放大器的输出电压值，然后，根据记录数据， 画出被测放大器的频率特性曲线。
7．12 扫频测量与点频测量相比有什么优点？
答：在现代电子测量中，扫频信号发生器之所以能获得广泛应用，是因为扫频信号发生器与点频测量方法相比可以实现图示测量，而且扫频频率的变化是连续的，不会漏掉被测特性的细节，从而使测量过程简捷快速，并给自动或半自动测量创造了条件。与点频法相比，扫频法测频具有以下优点：
（1）可实现网络频率特性的自动或半自动测量，特别是在进行电路测试时，人们可以一面调节电路中的有关元件，一面观察荧光屏上频率特性曲线的变化，从而迅速地将电路性能调整到预定的要求。
（2）由于扫频信号的频率是连续变化的，因此，所得到的被测网络的频率特性曲线也是连续的，不会出现由于点频法中频率点离散而遗漏掉细节的问题。
（3）点频法是人工逐点改变输入信号的频率，速度慢，得到的是被测电路稳态情况下的频率特性曲线。扫频测量法是在一定扫描速度下获得被测电路的动态频率特性，而后者更符合被测电路的应用实际。
7．13 叙述脉冲信号发生器的构成方案，结合工作波形分析其原理。 答：脉冲信号发生器的组成如图7.8所示。
主振器输出负矩形波，经或门加到积分器A1，A1正向积分，当达到比较电平Er1时，比较器Ⅰ输出一个矩形脉冲，该脉冲比主振延迟了?1的时间，此脉冲又经积分器A2积分，并输出正向锯齿波，当达到比较电平Er2时，比较器Ⅱ动作，输出一个较主振延迟（?1??2）的矩形脉冲。比较器Ⅰ和比较器Ⅱ输出的矩形脉冲在减法器中相减，得到一个宽度为?2的矩形脉冲。改变比较电平Er1可改变延迟时间?1，即改变输出脉冲的前沿；改变比较电平Er2可改变?2，即改变输出脉冲的后沿。当比较电平不变时，改变积分器的参数，同样也可改变锯齿波的斜率，亦可改变输出脉冲的前后沿。波形如图7.9所示。 同步输出 同步放大
C1 C2 主 振 比 ≥1 器 － 比 比 较 － A1 较 较 器 R1 A＋ 1 器 R2 器 Ⅰ ＋ 外触发输入 Ⅰ Ⅱ
Er1 Er2 ＋E ＋E 图7.8脉冲信号源的组成框图
极 性 变换 ＋ 脉冲输输出 出级 K －
24 主振输出 积分器A1输出 比较器Ⅰ输出 积分器A2输出 比较器Ⅱ输出
一般，主振器一般采用多谐振荡器或间歇振荡器，其振荡频率一般可通过改变定时电容C进行分档粗调，用充放电电阻R进行细调。外触发输入可代替主振，这时仪器输出脉冲的重复频率与外触发脉冲同相。在或门后输出同步脉冲，用于保证测试时系统的同步。
7．14 如何合理选择和正确使用测量用信号源？
答：由于测量信号源的种类、型号繁多，使用时应根据具体情况进行选择。
（1）根据被测信号的频率进行选择。可根据工作频段选择超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频信号发生器、超高频信号发生器等。
（2） 根据测试功能选择。低频信号发生器主要用于检修、测试或调整各种低频放大器、扬声器、滤波器等频率特性；高频信号发生器主要用于测试各种接收机的灵敏度、选择性等参数，同时也为调试高频电子线路提供射频信号；函数发生器可提供多种信号波形，可用于波形响应研究；脉冲发生器可用于测试器件的振幅特性、过度特性和开关速度等。 （3）根据被测信号波形选择。
（4）根据测量准确度的要求进行选择。如在学生实验中，对输出信号的频率、幅度准确度和稳定度以及波型失真等要求不严格时，可采用普通信号发生器；在对仪器校准或测量准确度严格要求的场合中，应选用准确度和稳定度较高的标准信号发生器。
思考与练习8
8．1 通用示波器应包括哪些单元？各有何功能？
答： 通用示波器主要包括X偏转系统、Y轴偏转系统和示波管三大部分。如图8.1所示。 Y轴偏转系统将输入的被测交流信号放大；X轴偏转系统提供一个与时间成线性关系的锯齿波电压；两组电压同时加到示波管的偏转板上，示波管中的电子束在偏转电压的作用下运动，在屏幕上形成与被测信号一 致的波形。阴极射线示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，它们都被密封在真空的玻璃壳内，电子枪产生的高速电子束打在荧光屏上，偏转板控制电子束的偏转方向，使其按要求在荧光屏相应的部位产生荧光。
-Vy Vi Y轴 偏转系统 X轴 偏转系统 Vx Vy -Vx
图8.1示波器结构的框图 25