（重庆科创职业学院）实验指导书 函数信号发生器的使用

（重庆科创职业学院）实验指导书 函数信号发生器的使用 实验四 函数信号发生器的使用 实验四 函数信号发生器的使用 一、实验导读 函数信号发生器是一种多波形信号源，它能产生某种特定的周期性时间函数波形。可输出很低频率的信号，也称为低频信号发生器或波形发生器。工作频率从几毫赫兹直至向十兆赫兹。一般能产生正弦波，方波和三角波，有的还可以产生锯齿、矩形波(宽度和重复周期可调)、正负尖脉冲等波形。它能进行调频，因而可成为低频扫频信号源。函数信号发生器能在生产、测试、仪器维修和实验时作信号源使用。 产生信号的方法有3种，一种是用施密特电路产生方波，然后经变换得到三角波和正弦波，第二种是先产生正弦波再得到方波和三角波，第三种是先产生三角波再转换为方波和正弦波。 ?? YB1600系列函数信号发生器使用说明 安全警告 1、仪器交流供电电源必须符合产品给定要求(AC220?10%V 50Hz) 2、仪器交流供电电源必须有安全接地端 3、更换电源保险丝必须符合产品给定要求 4、各输出、输入端口，不可触接交流供电电源 5、各输出、输入端口，不可触接?35V以上直流或交流电源 6、输出端口尽量避免长时间短路(?1分钟) 7、为了确保仪器精度，请避免强磁电场 ?、概述 YB1600系列函数信号发生器，是一种新型高精度信号源，仪器外形美观、新颖、操作直观方便，具有数字频率计、计数器及电压显示功能，仪器功能齐全、各端口具有保护功能，有效地防止了输出短路和外电路电流的倒灌对仪器的损坏，大大提高了整机的可靠性。广泛适用于教学、电子实验、科研开发、邮电通信、电子仪器测量等领域。 主要特点: 1、率计和计数器功能(5位LED显示)。 2、输出电压指示(3位LED显示)。 实验四 函数信号发生器的使用 3、轻触开关、面板功能指示、直观方便。 4、采用金属外壳，具有优良的电磁兼容性，外形美观坚固。 5、内置线性/对数扫频功能。 6、数字频率微调功能，使测量更精确。 7、50 Hz正弦波输出，方便于教学实验。 8、外接调频功能。 9、VGF压控输入。 10、所有端口具有短路和抗输入电压保护功能。 ?、技术指标 2.1 电压输出(VOLTAGE OUT) 型号 YB1602 YB1605 YB1610 YB1615 YB1620 0.1 Hz -10 0.15 Hz -15 0.2 Hz -20 频率范围 0.2Hz-2MHz 0.5 Hz -5 MHz MHz MHz MHz 频率分档 七档10进制 八档10进制 频率调整率 0.1,1 输出波形 正弦波、方波、三角波、脉冲波、斜波、50Hz正弦波输出阻抗 50Ω 输出信号 单频、调频、扫频 类型 扫频类型 线性、对数 扫频速率 5s~10ms VGF电压 0~5V，压控比:?100:1 范围 外调频电压 0~3VP—P 外调频频率 10Hz~20Hz 输出电压 20V(1MΩ) 10V(50Ω) P—PP—P幅度 输出保护 短路，抗输入电压:?35V(1分钟) 型号 YB1602 YB1605 YB1610 YB1615 YB1620 ?100k ?100k 2% 正弦波 2% ?100k 2% ?100k 2% ?100k 2% ,100k 失真度 ,100k ,100k 30dB ,100k 30dB ,100k 30dB 30dB 30dB ?5MHz ?0.5 ?5MHz ?0.5 ?10MHz?频率响应 ?0.5 dB ?0.5 dB dB dB 1dB ,5MHz ?1dB ,5MHz ?,10MHz? 实验四 函数信号发生器的使用 1.5dB 2dB 三角波线性 ?100kHz:98% ,100kHz:95% 对称度调节 20%~80% 直流偏置 ?10V(1MΩ) ?5V(50Ω) 方波上升 100ns 50ns 25ns 20ns 17ns 时间 5Vp-p1MHz 5Vp-p1MHz 5Vp-p1MHz 5Vp-p1MHz 5Vp-p1MHz 衰减精度 ??3% 对称度对 ?10% 频率影响 50Hz正弦 约2Vp-p 输出 2.2 TTL/CMOS输出 型号 YB1602 YB1605 YB1610 YB1615 YB1620 输出幅度 “0”:?0.6V;“1”?2.8V 输出阻抗 600Ω 输出保护 短路，抗输入电压?35V(1分钟) 2.3 频率计数 型号 YB1602 YB1605 YB1610 YB1615 YB1620 测量精度 5位?1% ?1个字 分辩率 0.1Hz 闸门时间 10s、1s、0.1s 外测频 范1Hz~10MHz 1Hz~10MHz 1Hz~30MHz 1Hz~30MHz 1Hz~30MHz 围 外测频灵敏100mV 100mV 200mV 200mV 200mV 度 计数范围 五位(99999) 2.4 幅度显示 显示位数:三位; 实验四 函数信号发生器的使用 显示单位:VP—P或m VP—P; 显示误差:?15%?1个字; 负载为1MΩ时:直读; 负载电阻为50Ω:读数?2; 分辨率:1 m VP—P(40 dB); 2.5 电源 电压:220?10%V; 频率:50?5%Hz; 视在功率:约10VA; 电源保险丝:BGXP-1-0.5A; 2.6物理特性 重量:约3kg; 外形尺寸:225W×105H×285D(mm)。 2.7环境条件 工作温度:0~40?; 贮存温度:-40~60?; 40?); 工作湿度上限:90%( 贮存湿度上限:90%(50?); 其它要求:避免频繁振动和冲击，周围空气无酸、碱、盐等腐蚀性气体。 ?、使用注意事项 1、工作环境和电源应满足技术指标中给定的要求。 2、初次使用本机或久贮后再用，建议放置通风和干燥处几小时后通电1—2小时后 再使用。 3、为了获得高质量的小信号(mV级)，可暂将“外测开关”置“外”以降低数字 信号的波形干扰。 4、外测频时，请先选择高量程档，然后根据测量值选择合适的量程，确保测量精度。 5、电压幅度输出、TTL/CMOS输出要尽可能避免长时间短路或电流倒灌。 6、各输入端口，输入电压请不要高于?35V 7、为了观察准确的函数波形，建议示波器带宽应高于该仪器上限频率的二倍。 8、如果仪器不能正常工作，重新开机检查操作步骤，如果仪器确已出现故障，请与 实验四 函数信号发生器的使用 您最近的销售服务处联系以便修理。 ?、面板操作键作用说明(以下4.1~4.20对应图中(1)~ (20)) 实验四 函数信号发生器的使用 1、电源开关(POWER):将电源开关按键弹出即为“关”位置，将电源线接入，按电源开关，以接通电源。 2、LED显示窗口:此窗口指示输出信号的频率，当“外测”开关按入，显示外测信号的频率。如超出测量范围，溢出指示灯亮。 实验四 函数信号发生器的使用 3、频率调节旋钮(FREQUENCY):调节此旋钮改变输出信号频率，顺时针旋转，频率增大，逆时针旋转，频率减小，微调旋钮可以微调频率。 4、占空比(DUTY):占空比开关，占空比调节旋钮，将占空比开关按入，占空比指示灯亮，调节占空比旋钮，可改变波形的占空比。 5、波形选择开关(WAVE FORM):按对应波形的某一键，可选择需要的波形。 6、衰减开关(ATTE):电压输出衰减开关，二档开关组合为20dB、40dB、60Db。 7、频率范围选择开关(并兼频率计闸门开关):根据所需要的频率，按其中一键。 8、计数、复位开关:按计数键，LED晃示开始计数，按复位键，LED显示全为0。 9、计数,频率端口:计数、外测频率输入端口。 10、外测频开关:此开关按入LED显示窗显示外测信号频率或计数值。 11、电平调节:按入电平调节开关，电平指示灯亮，此时调节电平调节旋钮，可改变直流偏置电平。 12、幅度调节旋钮(AMPLITUDE):顺时针调节此旋钮，增大电压输出幅度。逆时针调节此旋钮可减小电压输出幅度。 13、电压输出端口(VOLTAGE OUT):电压输出由此端口输出。 14、TTL/CMOS输出端口:由此端口输出TTL/CMOS信号。 15、VCF:由此端口输入电压控制频率变化。 16、扫频:按入扫频开关，电压输出端口输出信号为扫频信号，调节速率旋钮，可改变扫频速率，改变线性,对数开关可产生性扫频和对数扫频。 17、电压输出指示:3位LED显示输出电压值，输出接50Ω负载时应将读数?2。 18、50Hz正弦波输出端口:50Hz约2VP—P正弦波由此端口输出。 19、调频(FM)输入端口:外调频波由此端口输入。 20、交流电源220V输入插座。 ?、基本操作方法 打开电源开关之前，首先检查输入的电压，将电源线插入后面板上的电源插孔，如下表所示设定各个控制键: 实验四 函数信号发生器的使用 电源(POWER) 电源开关键弹出 衰减开关(ATTE) 弹出 外测频(COUNTER) 外测频开关弹出 电平 电平开关弹出 扫频 扫频开关弹出 占空比 占空比开关弹出 所有的控制键如上设定后，打开电源。函数信号发生器默认10K档正弦波，LED显示窗口显示本机输出 信号频率。 1、将电压输出信号由幅度(VOLTAGE OUT)端口通过连接线送入示波器Y输入端口。 2、三角波、方波、正弦波产生 2(1将波形选择开关(WAVE FORM)分别按正弦波、方波、三角波。此时示波器屏幕上将分别显示正弦波、方波、三角波。 2(2改变频率选择开关，示波器显示的波形以及LED窗口显示的频率将发生明显变化。 2(3幅度旋钮(AMPLITUDE)顺时针旋转至最大，示波器显示的波形幅度将?20 VP—P。 2(4将电平开关按入，顺时针旋转电平旋钮至最大，示波器波形向上移动，逆时针旋转，示波器波形向下移动，最大变化量?10V以上。注意:信号超过?10V或?5V(50Ω)时被限幅。 2(5按下衰减开关，输出波形将被衰减。 3、计数、复位。 3(1按复位键、LED显示全为0。 3(2按计数键、计数/频率输入端输入信号时，LED显示开始计数。 4、斜波产生 4(1波形开关置“三角波”。 4(2占空比开关按入指示灯亮。 4(3调节占空比旋钮，三角波将变成斜波。 5、外测频率 实验四 函数信号发生器的使用 5、1按入外测开关，外测频指示灯亮。 5、2外测信号由计数/频率输入端输入。 5、3选择适当的频率范围，由高量程向低量程选择合适的有效数，确保测量精度(注意:当有溢出指示时，请提高一档量程)。 6、TTL输出 6(1TTL/CMOS端口接示波器Y轴输入端(DC输入)。 6(2示波器将显示方波或脉冲波，该输出端可作TTL/CMOS数字电路实验时钟信号源。 7、扫频(SCAN) 7(1按入扫频开关，此时幅度输出端口输出的信号为扫频信号。 7(2线性/对数开关，在扫频状态下弹出时为线性扫频，按入时为对数扫频。 7(3调节扫频旋钮，可改变扫频速率，顺时针调节，增大扫频速率，逆时针调节，减慢扫频速率。 8、VGF(压控调频):由VGF输入端口输入0~5V的调制信号。此时，幅度输出端口输出为压控信号。 9、调频(FM):由FM输入端口输入电压为10Hz~20KHz的调制信号，此时，幅度端口输出为调频信号。 10、 50Hz正弦波:由交流OUTPUT输出端口输出50Hz约2VP—P的正弦波。 ?? 二、实验类型 演示性实验 三、实验类别 技术(专业)基础 四、实验条件 YB1602型函数信号发生器、示波器各一台。 五、实验目的 1、了解函数信号发生器的功能和作用，认函数信号发生器面板组成。 2、掌握函数信号发生器的操作方法。 3、重点是正确地选择各键钮使信号输出达到某一定值。 实验四 函数信号发生器的使用 4、难点是利用各种信号输出来解决实际中的问题。 六、实验内容与步骤 (一)实验内容: 1、频率为fo、幅值为V的正弦波输出。 2、频率为fo、幅值为V的方波输出。 3、频率为fo、幅值为V的三角波输出。 (二)实验要求 1、本实验为演示生实验。 2、通过该实验学生可获得信号是怎样产生的，并通过对各键钮的选择，可输出不 同的频率和幅值的信号。 (三)、操作步骤 1、频率为fo、幅值为V的正弦波输出。 ?接通电源。 ?波形选择置于正弦波。 ?根据需要的频率f选择档位开关和频率调节(粗、细调节)。 0 ?根据需要幅值选择幅度调节和衰减。 ?根据需要选择占空比和电平调节(改变切线线斜率)。 2、频率为fo、幅值为V的方波输出 ?接通电源。 ?波形选择置于方波。 ?根据需要的频率f0选择档位开关和频率调节。 ?根据需要幅值选择幅度调节和衰减。 ?根据需要选择占空比和电平调节。 3、频率为fo、幅值为V的三角波输出。 ?接通电源。 ?波形选择置于三角波。 ?根据需要的频率fo选择档位开关和频率调节。 ?根据需要幅值选择幅度调节和衰减。 ?根据需要选择占空比(改变上升和下降斜线的陡峭)。 4、三种波形都可以选择扫频方式进行扫频。 实验四 函数信号发生器的使用 (四)实验记录 根据实验填写下表: 波 形 名 称 占空比为50% 占空比不为50% 正弦波 方 波 三角波 七、实验要求 1、简要说明三种波形的产生过程。 2、指出改变三角波的哪些参数才能改变上升斜率。 八、问题与思考 三种波形各具有哪些参数,