信号发生器电路中采用了多少级,多少放大器

Posted 2023-05-06

三级。
此类信号发生器电路一般采用了三级放大器，分别为前置放大器、振荡放大器和后置放大器。
前置放大器负责信号的放大和调整，振荡放大器负责信号的振荡，后置放大器负责信号的最终放大。 参考技术A 信号发生器电路中采用的级数和放大器数量取决于具体的设计和应用。一些信号发生器电路可能只使用一级放大器，而其他电路可能使用多级放大器。

例如，简单的信号发生器可能使用一级放大器，如基于振荡器的信号发生器，如石英振荡器，LC振荡器，RC振荡器等等。

另一方面，复杂的信号发生器可能使用多级放大器来增加输出信号的电平和纯度。如矩形波信号发生器，三角波信号发生器等等。这些信号发生器通常由一级或几级高速硬件电路振荡器，如振荡器之后的高速硬件电路放大器，高速硬件电路滤波器等组成。

还有一些特殊的电路采用的放大器非常多，如高频简放电路，在高频简放电路中通常有若干级简放放大器。

总而言之，放大器数量和级数是根据电路的具体应用来确定的。 参考技术B 一、信号发生器的电路构成

　　信号发生器的电路组成有多种形式，一般包括以下几个环节:

　　基本波形产生电路:波形产生可以由RC振荡器、文丘里电桥振荡器或压控振荡器产生。

　　波形转换电路:基本波形由正弦波、方波、三角波经过矩形波整形电路、正弦波整形电路、三角波整形电路转换而成。

　　放大电路:放大波形转换电路输出的波形信号。

　　可调衰减器电路:可将仪器输出信号衰减20dB、40dB或60dB，输出各种幅度的函数信号。

　　二、信号发生器工作原理

　　目前最常用的函数信号发生器是由集成电路和晶体管组成的。一般采用恒流充放电原理产生三角波，同时产生方波。通过改变充放电电流值，可以获得不同频率的信号。当充放电电流值不相等时，原来的三角波可以变成各种斜率的锯齿波，而方波变成各种占空比的脉冲。此外，通过使三角波通过波形转换电路来产生正弦波。然后正弦波、三角波(锯齿波)、方波(脉冲)经过功能开关转换，功率放大器放大后输出。

　　信号发生器的简化原理框图如图1所示。图中所示方波由三角波通过方波变换电路变换而成，实际中，三角波和方波的产生是难以分开的，方波形成电路通常是三角波发生器的组成部分。正弦波是三角波通过正弦波形成电路变换而来的。所需波形经过选取、放大后经衰减器输出。

　　直流偏置电路提供一个直流补偿调整，使信号发生器输出的直流成分可以进行调节。

　　



　　图1 信号发生器的简化原理框图

　　三、函数信号发生器使用方式

　　函数发生器主要由信号发生电路、信号放大电路等组成。它可以输出正弦波、方波和三角波。输出电压幅度可通过输出幅度调节旋钮调节，输出信号频率可通过频段选择和调频旋钮调节

　　使用说明：

　　电源开关:将电源开关按钮推至“关闭”位置，连接电源线，按下电源开关，接通电源。

　　LED显示窗口:该窗口显示输出信号的频率。当按下“外部测量”开关时，将显示外部测量信号的频率。如果超出测量范围，溢出指示灯将亮起。

　　频率调节旋钮:调节此旋钮改变输出信号频率，顺时针旋转增加频率，逆时针旋转降低频率，用微调旋钮微调频率。

　　占空比调节:占空比开关，占空比调节旋钮，按下占空比开关，占空比指示灯亮，调节占空比旋钮改变波形的占空比。

　　波形选择开关:按下相应波形的一个键，选择需要的波形。

　　衰减开关:电压输出衰减开关。二档开关组合为20dB、40dB、60dB。

　　频率选择开关(也用作频率计门开关):根据所需频率按其中一个键。

　　计数复位开关:按下计数键，LED显示屏开始计数。按复位键，LED显示全为0。

　　计数/频率端口:计数和外部频率输入端口。

　　外部频率测量开关:该开关按入LED显示窗口，显示外部测量信号的频率或计数值。

　　水平调节:按下水平调节开关，水平指示灯亮。此时，调节电平调节旋钮来改变DC偏置电平。

　　



​

　　信号发生器

　　幅度调节旋钮:顺时针调节该旋钮，增加电压输出幅度。逆时针调节该旋钮，降低电压输出幅度。

　　输出端口:电压输出从此端口输出。

　　TTL/CMOS输出端口:该端口输出TTL/CMOS信号。

　　输出端口:电源输出从此端口输出。

　　扫频:按下扫频开关，电压输出端口输出信号为扫频信号。调节速度旋钮改变扫频率，改变线性/对数开关产生线性扫频和对数扫频。

　　输出电压指示:3位LED显示输出电压值，当连接到50ω负载时，输出读数应为÷ 2。 参考技术C 正弦波信号发生器电路由两级构成。
第一级是一个RC文氏桥振荡器，通过双刀四掷波段开关ZK切换电容进行信号频率的粗调，每挡的频率相差10倍。电路的第二级是一个反向比例放大器，调节单连电位器RP3可以改变输出信号的幅度，本级的电压放大倍数最大为5倍，最小为零倍。
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— 为你推荐更多精彩内容 — 参考技术D 三级。
信号发生器电路中采用了三级放大器，分别为低频放大器、中频放大器和高频放大器。低频放大器用于将低频信号放大，中频放大器用于将中频信号放大，高频放大器用于将高频信号放大，从而实现信号的发生。

电路的耦合方式

• 基本概念：

　　一级：组成多级放大电路的每一个基本放大电路称为一级。

　　级间耦合：级与级之间的连接称为级间耦合。

　　耦合电路往往与放大电路融为一体，不单独存在的。

　　多级放大电路的耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。

• 直接耦合

　　直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。

　　如下图所示：

　　

　　电路缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。有零点漂移现象。

　　电路优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。

　　频率特性：如下图所示，由于不存在耦合和旁路电容，从而没有降低低频增益；而对于高频区是单调响应，取决于电路的寄生电容和有源器件的频率所确定的增益。

　　

• 阻容耦合

　　阻容耦合：将放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端，称为阻容耦合方式。

　　如下图所示：

　　

　　直流分析：由于电容对直流量的电抗为无穷大，因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路不相通，各级的静态工作点相互独立。

　　交流分析：只要输入信号频率较高，耦合电容容量较大，前级的输出信号可几乎没有衰减地传递到后级的输入端。因此，在分立元件电路中阻容耦合方式得到非常广泛的应用。

　　电路缺点：低频特性差，不能放大变化缓慢的信号；在集成电路中制造大容量的电容很困难，因此阻容耦合方式不便于集成化。

　　频率特性：如下图所示，低频增益的下降主要是由于C_C,C_S和C_E阻抗的增加；高频的限制主要是电路的寄生电容或者有源器件的频率所确定的增益。

　　

• 变压器耦合

 　　变压器耦合：将放大电路前级的输出端通过变压器接到后级的输入端或负载电阻上，称为变压器耦合。

　　如下图所示为变压器耦合共射放大电路：

　　

　　电路缺点：变压器耦合电路的前后级靠磁路耦合，它的各级放大电路的静态工作点相互独立。它的低频特性差，不能放大变化缓慢的信号，且非常笨重，不能集成化。

　　电路优点：可以实现阻抗变换，因而在分立元件功率放大电路中得到广泛应用。

　　频率特性：如下如所示，变压器增益的下降需要理解“变压作用”和变压器等效电路。

　　

　　如下图所示：

　　

　　设原边电流有效值为I₁，副边电流有效值为I₂，将负载折合到原边的等效电阻为：

　　

　　变压器原边线圈匝数N1，副边线匝数N2， 可得变压器共射放大电路的电压放大倍数：

　　

　　根据所需的电压放大倍数，可选择合适的匝数比，使负载电阻上获得足够大的电压。当匹配得当时，负载可获得足够大的功率。

• 光电耦合

　　光电耦合器：是实现光电耦合的基本器件，它将发光元件（发光二极管）与光敏元件（光电三极管）相互绝缘地组合在一起，如下图所示：

　　

　　工作原理：发光元件为输入回路，它将电能转换成光能；光敏元件为输出回路，它将光能再转换成电能，实现了两部分电路的电气隔离，从而可有效地抑制电干扰。

　　传输比CTR：在c-e之间电压一定的情况下，i_C的变化量与i_D的变化量之比称为传输比CTR，即：

　　 

　　CTR的数值只有0.1~1.5。

　　如下图所示为光电耦合放大电路。当动态信号为零时，输入回路有静态电流I_DQ，输出回路有静态电流I_CQ，从而确定出静态管压降U_CEQ。当有动态信号时，随着i_D的变化，i_C将产生线性变化，电阻R_c将电流的变化转换成电压的变化。由于传输比的数值较小，所以一般情况下，输出电压还需进一步放大。实际上，目前已有集成光电耦合放大电路，具有较强的放大能力。