信号源中的缺陷

一世轮回

信号源中的缺陷 [复制链接]

信号源不能产生绝对完善、不失真的信号，往往存在各种各样的缺点。不同的应用需要信号源具备不同水平的性能，所以用户应知道这些缺点并了解它们与测量有什么关系。纯净、不失真的正弦波在频域中应表现如下图a中所示。正弦波只在一个准确的频率上有能量，没有谐波或其他频宰分量，这种完善的正弦波幅度、频率都不变。

      1、频率精确度
      频率精确度确定波形的实际频率与仪表前面板上调定的频率相一致的程度，通常用百分数来表示。在频域中，频率误差用正弦波垂直线的水乎移动来表示（下图b）。
      2、频率稳定度
      来自信号源的正弦波根据信号源频率稳定度如何，频率多少有些变化。这导致随时间而变的频率误差，在频域中的不稳定信号，可以把它想象为沿频率轴来回微微漂动。这种漂动通常缓慢，但在严重情况下，其不稳定度可使波形具有明显的频率调制边频带。但频率不稳定与实际频率调制之间有细微的差别，通常，缓慢频率变化(小于1Hz)定为頻率不稳，快速变化定为寄生频率调制。频率调制通常用百分数或每百万分之几（ppm）表示，并且只在规定的加热时间之后才有效。
      频率稳定度和频率精度有关系但并不相同。如果一信号源具有良好的頻率稳定度，但精度不高，这就是说其频率可保持恒定，但频率有误差。这种信号源的频率精度可用更为精确的仪表如计数器对它进行监视，通过适当调整来补偿。另一方面，频率稳定度不佳的信号源，不论用多少时间调整都不能达到良好的频率精度。这种信号源只有瞬间停留在正确的频率，很快就会漂离。

图1 频域中的信号源特性；(a)纯正弦波表现为单一频率分量；(b)頻率误差表现为沿水平轴移动；(c)幅度误差使谱线高度产生变化；(d)谐波是增加的频率分量，是原有频率的倍率；(e)乱响应是在其他非谐波频率上的不需要的频率分量；(f)接近中心的边带可由寄生幅度调制、寄生頻率调制或寄生相位调制产生。
      3、幅度精度
      幅度精度定为波形的实际幅度与仪表的调定值一致的程度。在频域中，幅度误差表现在正确频率处产生一垂直线，但高度（幅度)不正确，如图c所示。
      有些仪表没有规定的幅度精度，但有幅度平滑度规格。幅度平滑度是衡量输出幅度在规定的频率范围内幅度变化了多少，通常是在仪表的最大頻率范围内进行衡量，用户一旦调定信号源的幅度(可能用另外的仪表监视它），尽管频率变化，但幅度应保持在平滑度规格限度内。
      4、失真
      波形可能没有頻率误差，没有幅度误差，但有失真。失真就是波形的形状与设计信号相比存在着缺陷。如正弦波，它的失真表现为在频域中出现不霈要的谐波，这称之为谐波失真，谐波失真如图d所示。即原先的频率伴随有几个频率分量，频率为原先频率的整数倍。谐波的最大幅度可定为基频的百分数或相对于基频的dB量。全部谐波可概括为一个总失真，称之为总谐波失真并以百分数来定。
      5、乱响应
      信号源可能产生与输出频率无关的低电平频率分量。这些分量称之为乱响应，常常是仪表内使用了持殊信号发生技术的结果。它们也可能直接来自AC电源线的电源頻率.或是由该频率调制载波的信号。乱响应表现为任意频率，当信号源的频率变化时，它可能移动。图e表现频域中乱响应的影响。这类响应的最大值通常以绝对电平表示，或以与所需信号有关的dB量表示（或同时以二者表示）。
      6、接近中心的边带
      假如是绝对纯净正弦波，在频域中，它只有一条无限细的谱线，指示全部信号的能量郎集中在这一频率上。实际上，正弦波的频率响应可能略略展宽，产生一基座效应，如图f所示。这些缺陷常表现为杂波边带，很靠近基频，有许多方式对它进行说明。有些仪表把这些边带定为寄生调制(幅度调制或频率调制而有些仪表则把它称为相位杂波。这些不同的机制不是完全等同的，但它们都产生类杂波响应，且靠近输出频率。

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