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信號的產(chǎn)生

2011-07-18 來源:互聯(lián)網(wǎng) 字號:

一、概述

何謂信號以及如何對其進行表征呢?最簡單而有用的定義如下:信號是隨時間變化的電壓(或電流)。為了表征信號,直觀而又精確的概念就是定義信號的波形。通過想象一支記錄筆以與信號電壓成比例的方式上下移動,在與筆移動相垂直的方向平穩(wěn)拉動的紙帶上繪出曲線,就不難直觀的得到波形的圖像。下圖示出一種典型的周期波形及其大小。


信號源是根據(jù)用戶對其波形的命令來產(chǎn)生信號的電子儀器。信號源用來滿足在工程和科學(xué)工作中用特性為已知的信號激勵電路或系統(tǒng)的經(jīng)常性需要。

二、信號波形的種類

大多數(shù)信號都可分為兩大類,即周期信號和非周期信號。周期信號具有重復(fù)的波形:記錄筆在畫出信號波形的一個周期之后,仍處在與起始相同的垂直位置,然后再精確重復(fù)相同的畫線,正弦波是人們最熟知的周期信號。相反,非周期信號的波形不重復(fù),人們最熟知的非周期信號是隨機信號。信號源既可以產(chǎn)生周期信號,也可以產(chǎn)生非周期信號,甚至有時產(chǎn)生兩種信號。

  1. 基本周期信號波形------正弦波

    正弦曲線是電學(xué)中最常用的信號。為了確定對正弦波進行表征的一些特性,可以考察它的最簡單的數(shù)學(xué)表示形式:
    S(t)=Asin(2πft)
    式中s代表信號,為時間的函數(shù);
    T為時間,單位為秒;
    A為信號的峰值幅度,單位為伏特(V)或安培(A);
    F為信號頻率,單位為赫茲(Hz)。
    根據(jù)這個表達(dá)式,可以定義出正弦波的一些重要特性(或參數(shù))。
    相位:即正弦函數(shù)的幅角2πft。它隨時間線性增大,這一關(guān)系不像普通信號那樣可以直接觀察。出于數(shù)學(xué)原因,相位用弧度(2π=360°)加以測量。然而,兩個正弦波可以通過記下它們的相位差來進行比較。相位差表現(xiàn)為波形之間的時移。(如下圖示)

    波形u(t)比波形s(t)滯后90°(π/2弧度),此外還具有不同的幅度。
    周期:重復(fù)波形之間的時間τ或一次波形循環(huán)的時間。由于正弦波每360°便重復(fù),故周期正好是相位增大2π弧度所需的時間:2πfτ=2π,因此周期τ=1/f。
    頻率:每秒的循環(huán)周數(shù)或τ的倒數(shù),即頻率f=1/τ。術(shù)語“赫茲”(Hz)表示周期/秒。
    幅度:描寫正弦波瞬時最大偏離零的系數(shù)A,因為正弦函數(shù)的幅值是±1。
    將正弦波作為基礎(chǔ)波形加以研究的主要原因是,其它波形(周期或非周期波形)都可以由具有不同頻率、幅度、相位的正弦波組合而成。
    當(dāng)波形是周期波形時,存在以下重要關(guān)系:波形由頻率為基頻整數(shù)倍(所謂諧波)的正弦波分量組成,基頻是信號周期的倒數(shù)。例如,周期為0.001s的對稱方波由頻率為1000Hz(基頻)、3000Hz、5000Hz等的正弦波組成,所有諧波均為1000Hz基頻的奇數(shù)倍。只要方波是對稱的,這一關(guān)系便存在,否則組合中還會出現(xiàn)偶數(shù)倍諧波。

    作為更為直觀的方式,可以用圖形說明復(fù)合周期信號是如何由諧波相關(guān)的各種正弦波組成。下圖示出當(dāng)越來越多的對稱方波的正弦波分量被組合時所得到的波形。其中(a)只存在基波和3次諧波,非正弦波已經(jīng)粗略的顯現(xiàn)出近似的對稱方波;圖(b)中增加了5次諧波和7次諧波,而圖(c)中則存在直到13次的所有奇次諧波,合成波形顯然更接近方波形狀。
  2. 復(fù)合周期信號波形
    除正弦波之外的其它波形也十分有用,下圖給出了其中最常見的幾種波形。

    脈沖波形:脈沖波形(圖a)的突出特點是最大電平(波形的組成部分2和4)是恒定幅度和“平直”幅度。“上升沿”(1)將負(fù)電平連接到下一個正電平,而“下降沿”(3)則做相反連接。
    上升時間,下降時間:邊沿的持續(xù)時間分別稱為“上升時間”(T1)和“下降時間”(T3)。波形的一個周期τ由邊沿時間和電平時間之和構(gòu)成。波形的頻率是1/τ。理想的脈沖波形具有零上升時間和零下降時間,但用實際電路并不能實現(xiàn)這一點。脈沖波形形成時,隨著增添的諧波數(shù)量增加,近似的上升時間和下降時間變得更短,但要實現(xiàn)零上升時間和零下降時間需要無限多個諧波和無限多個頻率。此外,促使這些邊沿時間大于現(xiàn)有電路能夠達(dá)到的時間往往還有更重要的工程原因:為短上升時間和下降時間所需的較高頻率的正弦波分量通常就是干擾能量的來源,因為它們很容易“泄露”到附近的裝置中。因此,應(yīng)慎重對待上升時間,將它限制到恰好滿足特定應(yīng)用所要求的時間。
    占空比:常常稱為“占空因數(shù)”,占空比是脈沖波形的另一個重要參數(shù)。占空比被定義為周期的正部分與整個周期之比。對于圖a所示波形,占空比為(1/2T1+T2+1/2T3)/τ。具有50%占空比以及相同的上升時間和下降時間的脈沖波形是稱之為“方波”的重要特殊情況。它只由基頻正弦波和奇次諧波組成。
    三角波形:三角波形(圖b),理想的三角波由連在一起的線性正斜率時段(1)和負(fù)斜率時段(2)組成。當(dāng)兩個時段的時間相等時,這樣的波形稱為對稱波形。像方波一樣,對稱三角波只由基頻正弦波和奇次諧波組成。
    非對稱三角波常常稱為“鋸齒”波。鋸齒波常用作時域示波器的的水平驅(qū)動波形。時段2代表顯示信號的工作跡線,時段1是電子束回掃跡線。在諸如此類的應(yīng)用中,最重要的問題是三角波的線性,即波形的各時段緊密接近精確直線的程度。
    任意波形:“任意”一詞并不是一個包括所有尚未討論的波形類型的包羅萬象的術(shù)語。確切的說,它是數(shù)字信號產(chǎn)生技術(shù)在儀器儀表中廣泛使用的結(jié)果。它的理念是產(chǎn)生一個由用戶對其一個周期形狀加以定義的周期波形。這類定義可以采用數(shù)學(xué)表示式,但更為普遍的是以一組如圖(c)中波形上的點所示取樣點的形式進行定義。用戶可以用圖形編輯功能如顯示屏和鼠標(biāo)器來定義這些點,或者,可以從相連接的計算機下載一組取樣值。提供的取樣點越多,可以定義的波形越復(fù)雜。重復(fù)速率(即頻率)和幅度也可以由用戶控制。在一組取樣點送入儀器的存儲器之后,電子電路便通過這組數(shù)據(jù)產(chǎn)生平穩(wěn)、反復(fù)重復(fù)的波形。
    這類用戶定義的波形的一個重要實例是,用來對病人監(jiān)護儀和類似醫(yī)用設(shè)備進行測試的各種心電圖波形的合成。

三、如何產(chǎn)生周期信號

   沒有振蕩器便不會有周期信號產(chǎn)生,某些信號發(fā)生器直接利用由振蕩器產(chǎn)生的波形。然而,許多信號發(fā)生器是利用信號處理電路來產(chǎn)生它們的輸出,這些信號處理電路由固定頻率的精密振蕩器同步,這類振蕩器屬于合成器。 

  1. 振蕩器
    電子振蕩器的主要任務(wù)就是將直流能量變換為周期信號。任何振蕩器電路都屬于以下兩大類:帶濾波反饋的交流放大器;閾值判決電路。
    反饋振蕩器:反饋技術(shù)是歷史上最早采用的技術(shù),且至今仍然是最常見的振蕩電路形式。下圖示出反饋振蕩器所需最低限度的組成部分。放大器的輸出加到對頻率1濾波網(wǎng)絡(luò)上。網(wǎng)絡(luò)的輸出再與放大器的輸入端相連。在某些條件下,放大器的輸出信號經(jīng)過濾波網(wǎng)絡(luò)之后,如果將所呈現(xiàn)出的信號加到放大器的輸入端,便會產(chǎn)生輸出信號。由于反饋連接,信號被饋至輸入端,這意味著該電路能無限期地維持特定輸出信號,這就構(gòu)成一個振蕩器。放大器與濾波器的電路組合稱為反饋環(huán)路。 為了理解這種組合是如何產(chǎn)生振蕩的,可以設(shè)想在放大器的輸入處斷開環(huán)路,這稱為開環(huán)狀態(tài)。開環(huán)電路在放大器輸入處開始,而在濾波器輸出處結(jié)束。為了使閉環(huán)電路在某個頻率f0上產(chǎn)生持續(xù)信號,開環(huán)電路必須滿足一下條件:
    • 經(jīng)過開環(huán)電路的功率增益(放大器功率增益乘以濾波器的功率損耗)在f0上必須為1。
    • 在f0上的總開環(huán)相移必須為0(或360°,720°等360°的整數(shù)倍)。
    這兩個條件只不是前面有關(guān)問題,即環(huán)路必須在放大器的輸入處產(chǎn)生用來維持放大器輸出的信號的正式表述。條件①和條件②分別規(guī)定了在輸入處所需信號的幅度和相位。
    反饋振蕩器通常被設(shè)計成使放大器特性不隨頻率迅速改變。開環(huán)特性(功率增益和相移)受濾波器的特性支配,它們決定了如何滿足有關(guān)條件。因此,振蕩頻率可以由改變?yōu)V波器的一個或多個元件進行“調(diào)諧”。下圖給出一個由增益恒定的放大器和變壓器耦合的諧振式濾波器形成的環(huán)路。在諧振頻率處,放大器的10dB增益與濾波器的10dB損耗相匹配(只有在諧振頻率處成立,而在其它各處,開環(huán)電路具有凈損耗)。同樣,濾波器的相移在諧振頻率處為0,所以,當(dāng)環(huán)路閉合時,組合電路將在濾波器的諧振頻率上產(chǎn)生振蕩。改變?yōu)V波器的電感或電容將移動它的諧振頻率。這就是閉環(huán)電路產(chǎn)生振蕩的原理,在此仍然要滿足前述振蕩條件。

    只用所示的理想元件來完全滿足第一個條件是不切實際的。環(huán)路增益即使稍小于(或稍大于)1,振蕩的幅度也將隨時間減小(或增大)。實際上,為了確保啟動振蕩,環(huán)路增益被調(diào)到稍大于1。然后,當(dāng)振蕩幅度達(dá)到所要求的電平時,某些非線性機理將使增益降低。普通的機理是放大器中的飽和現(xiàn)象。下圖是說明飽和現(xiàn)象的放大器輸入—輸出特性的曲線圖。直到輸入信號的某個電平(無論正電平或負(fù)電平),放大器都具有由其特性曲線的斜率代表的恒定增益。超出該電平后,視放大器情況,增益以不同程度突然下降到0。放大器的工作局部進入飽和區(qū),所以,在一個周期內(nèi)的平均功率增益為1。顯然,這意味著波形失真將引入輸出:波形頂部變得平直。然而,這個失真的某些部分可以用反饋濾波器從外部輸出信號中除去。

    第二個條件對理解濾波器的品質(zhì)因數(shù)Q在確定振蕩器的頻率穩(wěn)定性中所起的作用方面特別重要。Q是儲存在諧振電路中的能量相對于被耗散能量的量度。這與飛輪中儲存的能量與摩擦損失的關(guān)系完全相似。對濾波器而言,在諧振處其相移改變的速率與Q成正比。在工作期間,環(huán)路內(nèi)可能發(fā)生微小相移。例如,放大器的轉(zhuǎn)換時間可能隨溫度而變化,或者隨機噪聲可能呈矢量增加到環(huán)路信號上并使它的相位移動。為了持續(xù)滿足第二個條件,振蕩器的瞬時頻率將發(fā)生變化,以便產(chǎn)生使總環(huán)路相位保持恒定不變的補償相移。由于濾波器的相位斜率與它的Q成正比,故高Q濾波器要求較小的頻移(它是無用調(diào)頻),以抵消振蕩器中的給定相位擾動,因此,振蕩器更加穩(wěn)定。
    根據(jù)以上討論還應(yīng)當(dāng)明確,調(diào)諧反饋的振蕩器產(chǎn)生的信號能量主要集中在一個頻率上,只有在此處才滿足振蕩條件。放大器中若無產(chǎn)生諧波信號的失真機理(如飽和),則所有能量都會集中在該頻率上。這樣的信號是有適度失真(通常比基頻低20~50dB)的正弦波。
    可調(diào)諧LC振蕩器(見下圖)

    Q1、Q2差動放大器的輸入端是Q2的基極,輸出端是Q1的集電極。無論在放大器內(nèi)還是在經(jīng)過分壓器C1—C2的反饋路徑內(nèi),都有近似為0的相移,所以滿足前面給出的相移條件②。同樣存在著超過條件①的足夠可資利用的增益。因此,該電路將在(或十分接近)CL濾波器的諧振頻率1/(2π)處產(chǎn)生振蕩。使振蕩幅度穩(wěn)定所需的限幅機構(gòu)可以從為Q1周密安排的集電極電流中找到。幾乎恒定在大約-V/Re上的總輻射極電流在兩個晶體管之間切換,形成各自的方波電流。方波電流的基頻分量與LC濾波器(或儲能電路)的阻抗之乘積可加以控制,使Q1的集電極電壓始終不飽和。這在降低濾波器的電阻性加載,以獲得最大Q值和頻率穩(wěn)定性方面也很重要。另一個特點是在Q2的集電極上的R0兩端獲取輸出信號。在此處與LC濾波器之間有極好的隔離,從而將在振蕩器上加電抗性負(fù)載時可能發(fā)生的頻移減至最小。自然這個信號是方波。如果這樣還不能令人滿意,則可從Q2的基極獲得幅度小的正弦波。
    晶體振蕩器(見下圖)

    利用石英晶體作為反饋濾波器的另一類簡單實用的振蕩器中,放大器是數(shù)字倒相器,最好是COMS制成的倒相器。Rb是將倒相器加偏置到工作區(qū)以便啟動振蕩所需要的。右側(cè)虛線框中示出的晶體的等效電路與C1和C2一起形成π型網(wǎng)絡(luò)。該電路只在略高于晶體的串聯(lián)諧振處起振,在此,晶體的電抗為感抗。π型網(wǎng)絡(luò)的相移約為180°,在附加上倒相器的180°相移之后,開環(huán)便滿足振蕩的相位條件。電容器要做得盡可能大,同時仍超過增益條件①。這兩種情況都會降低晶體上的加載(因而提高頻率穩(wěn)定性),并限制倒相器輸入端的電壓擺幅。自然,幅度限制是數(shù)字倒相器的內(nèi)在特點。由于輸出是邏輯電平,故這個電路及類似電路常用于計算機的時鐘電路。
    閾值判決振蕩器
    下圖(a)是這類振蕩器的基本形式。它產(chǎn)生周期波形的方式與反饋振蕩器的方式截然不同。能產(chǎn)生時變電壓(或電流)的電路,如RL充電電路從某個初始狀態(tài)開始工作。這個電路并不真正屬于振蕩電路。當(dāng)它發(fā)生變化時,其瞬時狀態(tài)由找尋某個閾值條件如電壓電平的檢測器進行監(jiān)視。當(dāng)檢測器判定已達(dá)到閾值時,檢測器便起作用并將電路恢復(fù)到它的初始狀態(tài)。檢測器也復(fù)原,另一個周期開始。有時會存在兩個檢測器,時變電路在兩個狀態(tài)之間來回變動。
    圖(b)所示電路,當(dāng)一開始加上電源時,開關(guān)打開,電容器C開始通過電阻器R充電,其電壓按熟悉的指數(shù)方式上升(圖c)。這個上升的電壓由電容器電壓變成等于參考電壓(或閾值電壓)時便起作用的比較器監(jiān)視。發(fā)生上述事件時,比較器立即將開關(guān)閉合,使C幾乎在一瞬間放電。然后C又重新開始充電。這些動作決定了振蕩器的周期。振蕩再有R和C之值以及+V與閾值電壓之比決定的頻率上周期性重復(fù)。很顯然,這樣的波形不是正弦波,而是由具有RC電路的指數(shù)充電特性的重復(fù)時段構(gòu)成。
    當(dāng)需要從甚低頻(mHz)到數(shù)兆赫茲的非正弦波時,常常采用閾值判決振蕩器。閾值判決振蕩器的頻率不及優(yōu)良反饋振蕩器的頻率穩(wěn)定。但是通過仔細(xì)設(shè)計,可以在溫度和電源的大變化范圍內(nèi)將頻率變化維持到小于1%。
  2. 合成器
    盡管有兩類采用了術(shù)語合成器的信號發(fā)生器,但它們共用的技術(shù)是利用頻率固定的振蕩器使產(chǎn)生輸出信號的各種信號處理電路同步。振蕩器按不同情況稱為“參考”或“時鐘”。后一個術(shù)語來源于計算機,它的頻率精度和穩(wěn)定度直接影響發(fā)生器輸出的質(zhì)量。
    頻率合成器
    這類信號發(fā)生器的突出特點是頻率的多方面適用性:輸出頻率有極多的選擇余地,每個頻率都“鎖定”到參考振蕩器上。合成器的輸出頻率可以表示為有理數(shù)乘以參考頻率:
    fout=m/n X fref
    式中,m、n為整數(shù);fout為合成器的輸出頻率;fref為參考振蕩器的頻率。
    合成器的輸出波形通常是正弦波,在較低頻率上用方波輸出也很流行。
    任意波形合成器
    在這項技術(shù)中,某個所需波形的完整周期被定義為代表時間上均勻相隔的波形取樣值的數(shù)列。將這些數(shù)據(jù)儲存到讀寫存儲器中,然后由參考數(shù)據(jù)確定間隔依順序反復(fù)讀出。數(shù)列必須以某種方式變換成一系列電壓值。實現(xiàn)這一變換的器件便是數(shù)---模轉(zhuǎn)換器(DAC)。該器件的功能是使它的數(shù)字輸入將加權(quán)電流切換接入公共輸出節(jié)點。
    例如,在0~99十進制DAC中,十位數(shù)可以切換增量10mA,個位數(shù)則切換增量1mA。因此數(shù)字輸入68將引起輸出電流6 X 10+8 X 1=68mA。DAC電流輸出變換成電壓,經(jīng)濾波、放大并用作發(fā)生器輸出。由于采用了取樣數(shù)據(jù)技術(shù),故對波形的復(fù)雜性存在限制。也就是說,各種不同的波形曲線必須都能用現(xiàn)有的樣本數(shù)量表示。依據(jù)在實施技術(shù)時所用數(shù)字硬件的速度,對波形的頻率同樣也存在限制。
    當(dāng)唯一需要的波形是波形樣本永久儲存在只讀存儲器中的正弦波時,便會發(fā)生應(yīng)用這項技術(shù)的特殊情況。

四、信號質(zhì)量問題

同其它電子裝置一樣,信號源因其電路不完善也會遇到信號質(zhì)量惡化問題。大多數(shù)信號質(zhì)量問題都是由噪聲、失真和處理信號的電路中有限帶寬的影響三者作用的結(jié)果。

  1. 信號質(zhì)量問題的類型
    噪聲:這個包羅萬象的術(shù)語包括伴隨信號的各種不同類型的外來能量。能量可能附加到信號上,類似于音頻信道的疊加,或者它可以通過對信號調(diào)制來施加影響。具有疊加性質(zhì)的噪聲包括熱噪聲和有源器件(例如晶體管)噪聲以及像電源交流哼聲那樣的離散信號。特別是,受到設(shè)計人員稱之為“尖叫聲”的離散、非諧波雜散信號的干擾。最難控制的噪聲是對信號進行調(diào)制的噪聲。這類噪聲作為相位調(diào)制左右著信號,即“相位噪聲”。它引起信號頻譜展寬,在信號源用在發(fā)射機和接收機場合時可能帶來問題。
    失真:由于傳遞函數(shù)(使輸入與輸出相關(guān)的特性)中存在著一定的非線性,故放大器和其它信號處理電路將使通過它們的信號的波形略微發(fā)生畸變。對于正弦信號,這意味著失去純正弦曲線形狀,而信號的諧波與信號一起出現(xiàn)。對于三角波形,會出現(xiàn)線性惡化。然而,脈沖信號源有時卻有意利用非線性(飽和)放大器來改善信號源的上升時間和平直度性能。
    帶寬限制:沒有那個實際電路具有通常在基礎(chǔ)分析中所假定的無限大帶寬。真實電路如信號源輸出放大器只具有有限通帶。在真實電路的通帶內(nèi),增益和信號延時均隨頻率而變化。當(dāng)復(fù)合信號通過這樣的電路時,各信號分量的相對幅度和相對時間位置都會改變。這便引起信號波形的形狀改變。這類變化的常見例子是緊接方波上升沿和下降沿之后出現(xiàn)的阻尼振蕩(振鈴)。
  2. 制造商的技術(shù)指標(biāo)
    由于沒有能產(chǎn)生完全穩(wěn)定、無噪聲波形的理想信號源,信號源的制造商要對他們的產(chǎn)品作出評估,其中包括缺陷和不足,故必須說明儀器的實際性能,以便用戶理解詳情。他們以技術(shù)指標(biāo)的形式向客戶提供了一系列限制,若干參數(shù)因為經(jīng)常被利用而成為以定量方式說明信號源產(chǎn)生的波形質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)。
    頻率精度:射頻和音頻振蕩器的頻率通常由機械方式改變的電容器控制。頻率和電容之間的關(guān)系被記錄成度盤校準(zhǔn),且可以計讀和設(shè)定到優(yōu)于1%。然而,另一些因素通常卻會降低這個精度。制造公差、元件老化和環(huán)境溫度是主要因素。
    幅度精度:輸出波形的幅度通常用V或dBm(以1mW功率為參考的dB數(shù))表示。幅度的技術(shù)指標(biāo)會在大范圍內(nèi)變化。可以預(yù)料,較昂貴的儀器一般將給出較精密的數(shù)字。往往比音頻信號源更貴的射頻信號發(fā)生器一般也具有更好的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。某些信號發(fā)生器具有計讀輸出幅度的儀表和將儀表設(shè)定到標(biāo)準(zhǔn)電平的微調(diào)控制旋鈕。另一些發(fā)生器則具有數(shù)字讀出和維持幅度不變的自動電路。通常有一個可轉(zhuǎn)接的衰減器按10dB(或更小)的步長來降低輸出電平。輸出電平的精度在寬頻范圍和在較大的衰減值時會變壞(這在數(shù)據(jù)單中稱為“平坦度”)。這兩種效應(yīng)主要由衰減器中的寄生阻抗引起。輸出電平用置于發(fā)生器輸出端的標(biāo)準(zhǔn)電阻性負(fù)載規(guī)定。標(biāo)準(zhǔn)電阻性負(fù)載對于射頻信號源通常為50歐姆,但若信號源用于視頻場合則也可能是75歐姆。
    通常音頻振蕩器在輸出端也有步進衰減器,但步進之間的電平用未經(jīng)校準(zhǔn)的電位器設(shè)定。隨頻率變化的平坦度和衰減器的精度一般都做了規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載為600歐姆。
    頻率穩(wěn)定度:理想的正弦波是無噪聲的,且無論頻率還是幅度都絕對恒定不變。自然,非理想振蕩器與此不符。穩(wěn)定度反映了非理想振蕩器接近理想振蕩器的程度。依據(jù)顯著的頻率變化的時間量級是幾分鐘還是幾分之一分鐘,穩(wěn)定度進一步分類為長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。長期頻率穩(wěn)定度的實例是“預(yù)熱漂移”,這是一種電感器和電容器在電路功耗加熱數(shù)分鐘或數(shù)小時期間,通常因它們的尺寸變化而引起的頻率變化。這類穩(wěn)定度用諸如“加電后30分鐘變化小于10kHz”這樣一類術(shù)語來規(guī)定。另一方面,短期穩(wěn)定度則是受具有較高頻率含量的一些物理因素如隨機噪聲、電源紋波和顫噪聲的影響,這些因素導(dǎo)致輸出信號的快速頻率變化。短期因素的影響依據(jù)有效值進行組合,然后表示為振蕩器的頻率調(diào)制(FM)。這類技術(shù)指標(biāo)的一個典型例子是“小于10Hz rms 偏離的交流哼聲和噪聲”。
    諧波失真:為了努力獲得理想的正弦波信號,可以用它的諧波失真來反映其接近理想信號的程度。“諧波”是具有為基本信號頻率整數(shù)倍的頻率的正弦波。若正弦波伴有一些它的諧波,則最終得到的波形便不再是正弦波形,亦即出現(xiàn)了失真。隨著諧波項的數(shù)目和幅度的增加,失真亦增大。諧波失真的大小通常用兩種方法之一加以規(guī)定。較少使用的方法是對任何諧波項給出一個上限,例如所有諧波項均小于-80dBc意味著每項諧波低于“載波”或輸出信號不大于80dB。這個技術(shù)指標(biāo)的缺點是可能存在大量諧波項,因而總諧波能量可能很大。更常見的是,制造商將所有諧波的能量進行組合,并將有效值表示為基頻的百分?jǐn)?shù),如“諧波失真小于0.5%”。在后一種情況下,輸出中的殘余噪聲有時加到諧波能量上,給出噪聲加失真的技術(shù)指標(biāo)。
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