低频信号发生器的使用技巧

EE1642B1 函数信号发生器是一种精密的测量仪器，能够输出连续信号、扫频信号、函数信号、脉冲信号等多种信号，并具有外部测频功能，在实验室中可用做信号源和频率计。

组成及工作原理

EE1642B1 型函数信号发生器的组成框图如图 2.6 所示。整个系统由两片单片机进行管理和控制，包括控制函数信号发生器产生信号的频率，控制输出信号的波形，测量输出信号或外部输入信号的频率并进行显示，测量输出信号的幅度并进行显示等。

图2.6 EE1642B1 型函数信号发生器组成框图

函数信号由专用集成电路MAX038产生。该电路具有微机接口，可由微机进行控制，因此整个系统具有较高的可靠性。扫描电路由多片运算放大器组成，以满足扫描宽度、扫描速度的需要。输出级采用宽频带直接耦合功放电路，保证了输出端具有很强的带负载能力以及输出信号直流电平偏移的调整。

主要技术指标

(1)函数信号发生器部分的技术指标

① 输出频率：0.1～15×106Hz(正弦波)，按十进制共分 8 挡，见表2.3。

表2.3 EE1642B1型函数信号发生器输出频率分挡情况

② 输出阻抗。

函数输出：50Ω。

TTL输出：600Ω。

③ 输出信号波形。

函数输出(对称或非对称输出)：正弦波、三角波、方波。

TTL输出：矩形波。

④ 输出信号幅度。

函数输出：不衰减时，(1～10)V(峰峰值)·(1±10%)，连续可调。

衰减20dB时，(0.1～1)V(峰峰值)·(1±10%)，连续可调。

衰减40dB时，(10～100)mV(峰峰值)·(1±10%)，连续可调。

将“20dB”与“40dB”两个按钮同时按下时，其衰减为60dB。

TTL 输出：“0”电平时，小于或等于 0.8V;“1”电平时，大于或等于1.8V(负载电阻大于或等于600Ω)。

⑤ 函数输出信号直流电平偏移(offset)调节范围：关断或(−5～+5)V·(1±10%)(50Ω负载)。

关断位置时，输出信号的直流电平小于 0±0.1V，负载电阻大于或等于1MΩ时，调节范围为(−10～+10)V±10%。

⑥ 函数输出信号衰减：0dB、20dB、40dB。

⑦ 输出信号类别：单频信号、扫频信号、调频信号(受外控)。

⑧ 函数信号输出非对称性(占空比)调节范围：关断或 20%～80%(“关断”位置时输出波形为对称波形，误差小于或等于2%)。

⑨ 扫描方式。

内扫描方式：线性或对数。

外扫描方式：由VCF输入信号决定。

⑩ 内扫描特性。

扫描时间：(10～5×103) (1±10%)ms。

扫描宽度：大于1个频程。

⑪ 外扫描特性。

输入阻抗：约100kΩ。

输入信号幅度：0～2V。

输入信号周期：10～5×109ns。

⑫ 输出信号特性。

正弦波失真度：<1%。

三角波线性度：>99%(输出幅度的10%～90%)。

脉冲波上升沿、下降沿时间(输出幅度的10%～90%)：≤30ns。

脉冲波的上升沿、下降沿过冲：≤5%Uo(50Ω负载)。

测试条件：输出幅度5V(峰峰值)，频率10kHz，直流电平调节为“关断”位置，对称性调节为“关”位置，整机预热10min。

⑬ 输出信号频率稳定度：±0.1%/min，测试条件同上。

⑭ 幅度显示。

显示位数：3位(小数自动定位)。

显示单位：V(峰峰值)或mV(峰峰值)。

显示误差：Uo(1±20%)，±1个字(Uo为输出信号的峰峰值，负载电阻为50Ω，当负载电阻大于或等于1MΩ时，Uo读数需乘以2)。

分辨率(50Ω负载)：0.1V(峰峰值，衰减0dB);10mV(峰峰值，衰减20dB);1mV(峰峰值，衰减40dB)。

⑮ 频率显示。

显示范围：0.200～2×107Hz。

显示有效位数：5位(10000～20000kHz);4位(1000～9999kHz);3位(5.00～9.99)×10nHz，式中n=0、1、2、3、4、5。

(2)频率计数器部分的主要技术参数

① 频率测量范围：0.2～2×107Hz。

② 输入电压范围(衰减0dB)：50～2×103mV(10～2×107Hz);100～2×103mV(0.2～10Hz)。

③ 输入阻抗：500kΩ/30pF。

④ 波形适应性：正弦波、方波。

⑤ 滤波器截止频率：大约100kHz(带内衰减，满足最小输入电压要求)。

⑥ 测量时间：0.1s(fi≥10Hz);单个被测信号周期(fi<10Hz)。

⑦ 显示方式。

显示范围：0.200～2×107Hz。

显示有效位数：5位(10～2×107Hz);4位(1～10Hz);3位(0.2～1Hz)。

⑧ 测量误差：时基误差±触发误差(触发误差：单周期测量时被测信号的信噪比优于40dB，则触发误差小于或等于0.3%)。

⑨ 时基：标称频率为10MHz，频率稳定度为±5×10−5。

(3)电源电压

交流 220(1±10%)V，频率 50(1±5%)Hz，功耗小于或等于30VA。

前面板位置图

EE1642B1函数信号发生器前面板位置图如图2.7所示。

图2.7中各部分的含义如下。

① 频率显示窗口：显示输出信号的频率或外测频信号的频率。

② 幅度显示窗口：显示函数输出信号的幅度(50Ω负载时的峰峰值)。

图2.7 EE1642B1函数信号发生器前面板位置图

③ 扫描宽度调节旋钮：调节此旋钮可以改变内扫描的扫频范围。在外测频时，逆时针旋到底(绿灯亮)，外输入被测信号经过滤波器进入测量系统。

④ 扫描速率调节旋钮：调节此旋钮可以改变内扫描的时间长短。在外测频时，逆时针旋到底(绿灯亮)，外输入被测信号经过衰减20dB后进入测量系统。

⑤ 外部输入插座：外扫描控制信号或外测频信号由此输入。

⑥ TTL 信号输出端：输出标准的TTL幅度的脉冲信号，输出阻抗为600Ω。

⑦ 函数信号输出端：输出多种波形受控的函数信号，最大输出幅度20V(峰峰值，1MΩ负载)，10V(峰峰值，50Ω负载)。

⑧ 函数信号输出幅度调节旋钮：调节范围为20dB。

⑨ 输出函数信号的直流电平调节旋钮：调节范围为−5～+5V (50Ω负载)。当电位器处在“关”位置时，为低电平“0”。

⑩ 输出波形对称性调节旋钮：调节此旋钮可改变输出信号的对称性。当电位器处于“关”位置时，输出对称信号。

⑪ 函数信号输出幅度衰减按钮：“20dB”、“40dB”两键均不按下，输出信号不衰减，直接输出到插座口;按下“20dB”或“40dB”键，则可选择20dB或40dB衰减;若“20dB”、“40dB”两键同时按下，则衰减60dB。

⑫ 函数输出波形选择按钮：可选择输出正弦波、三角波或脉冲波。

⑬ “扫描/计数”按钮：可选择多种扫描方式和外测频方式。

⑭ 频率范围选择按钮：选择输出信号频率的范围。

⑮ 频率调节按钮：在选定的范围内调节输出信号频率。

⑯ 电源开关：按下此键时，接通电源，整机工作;释放此键后，则会关掉整机电源。

使用方法

(1)50Ω主函数信号输出

① 由函数信号输出端⑦连接测试电缆(一般要接50Ω匹配器)，输出函数信号。

② 由频率范围选择按钮⑭ 选定输出函数信号的频段，由频率调节旋钮⑮ 调整输出信号频率，直到所需之值。

③ 由函数输出波形选择按钮⑫ 选定输出波形的种类：正弦波、三角波或脉冲波。

④ 由函数信号输出幅度衰减按钮⑪ 和幅度调节旋钮⑧调节输出信号的幅度。

⑤ 信号直流电平调节旋钮⑨调整输出信号的直流电平。

⑥ 输出波形对称性调节旋钮⑩可改变输出脉冲信号占空比，与此类似，输出波形为三角波或正弦波时，可使三角波变为锯齿波，正弦波变为上升半周和下降半周分别为不同角频率的正弦波形。

(2)TTL脉冲信号输出

①由 TTL 信号输出端⑥连接测试电缆(不接 50Ω匹配器)，输出TTL脉冲信号。

② 除信号电平为标准TTL 电平外，其重复频率、操作方法与函数输出信号相同。

(3)内扫描扫频信号输出

① “扫描/计数”按钮⑬ 选定为内扫描方式。

② 分别调节扫描宽度调节旋钮③和扫描速率调节旋钮④获得所需的扫描信号输出。

③ 函数信号输出端⑦、TTL 信号输出端⑥均输出相应的内扫描的扫频信号。

(4)外扫描调频信号输出

① “扫描/计数”按钮⑬ 选定为外扫描方式。

② 由外部输入插座⑤输入相应的控制信号，即可得到相应的受控扫描信号。

(5)外测频功能检查

① “扫描/计数”按钮⑬ 选定为外计数方式。

② 用本仪器提供的测试电缆，将函数信号引入外部输入插座⑤，观察显示频率应与“内”测量时相同。

【龙电电气】LD-01Hz超低频高压发生器

LD-0.1Hz超低频高压发生器是武汉市龙电电气设备有限公司自主研发的新一代高压电气设备测试仪器。该产品采用最新技术，并结合了先进的ARM7单片机、高速AD采集电路以及7寸触摸屏，配备后台管理软件，使得操作更加便捷且智能化。本产品特别适用于对绝缘等值电容较大的电气设备（如电力电缆、电力电容器、大中型发电机和电动机等）进行耐压试验，符合国家电力行业标准《超低频高压发生器通用技术条件 DL/T 849.4-2004》的要求。

◆ 技术优势

超低频耐压技术 ：超低频绝缘耐压试验是工频耐压试验的一种替代方法。采用0.1Hz超低频率进行试验，不仅能达到与工频相同的等效性，而且大大降低了试验电源的容量需求，理论上容量约为工频的五百分之一。这使得设备更加轻便、经济，操作也更加简便。

性能稳定可靠 ：采用最新的电力电子元器件和ARM7单片机技术，克服了传统机械式升压器使用寿命短、故障率高、体积大的缺点。设备具有多重保护（过压保护、高低压侧过流保护），动作迅速（动作时间≤10ms），确保了试验过程的安全可靠。

全面测试功能 ：设备具备升压、降压、测量、保护等测试过程的全自动化，能够自动存储和打印试验数据，并具备中英文切换功能，方便国内外用户操作使用。

广泛适用性 ：提供多种频率选择（0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、0.01Hz），满足不同试验需求。设备的带载能力强，能够应对不同容量的试品，具备广泛的应用范围。

◆ 主要技术参数

◆ 仪器结构与功能

设备由控制器和升压器两部分组成。控制器配备电容触摸屏，液晶汉字显示，可直接在屏幕上进行操作，显示测试数据和输出波形。升压器部分则负责输出高压信号，进行耐压试验。

◆ 操作说明

◆ 应用实例

电力电缆耐压试验 ：将被测试电缆与电气设备全部断开，用兆欧表测试电缆绝缘参数合格后，按照说明书中的方法设置试验电压和时间，进行超低频耐压试验。

同步电机耐压试验 ：试验时应分相进行，给被试相加压，非被试相短接接地。按照规程规定的计算方法确定试验电压峰值，设置好试验参数后开始试验。

LD-0.1Hz超低频高压发生器以其先进的技术、稳定的性能、全面的保护功能和广泛的适用性，成为电气设备耐压试验的理想选择。无论是电力电缆、电力电容器还是大中型发电机和电动机的耐压试验，都能得到准确、可靠的试验结果。

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