什么是信號發(fā)生器？

　　信號發(fā)生器是一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號的設(shè)備。在測量各種電信系統(tǒng)或電信設(shè)備的振幅特性、頻率特性、傳輸特性及其它電參數(shù)時，以及測量元器件的特性與參數(shù)時，用作測試的信號源或激勵源。信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。

　　也稱為信號發(fā)生器，它用于產(chǎn)生被測電路所需特定參數(shù)的電測試信號。在測試、研究或調(diào)整電子電路及設(shè)備時，為測定電路的一些電參量，如測量頻率響應(yīng)、噪聲系數(shù)，為電壓表定度等，都要求提供符合所定技術(shù)條件的電信號，以模擬在實際工作中使用的待測設(shè)備的激勵信號。

　　當(dāng)要求進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性測量時，需使用振幅、頻率已知的正弦信號源。當(dāng)測試系統(tǒng)的瞬態(tài)特性時，又需使用前沿時間、脈沖寬度和重復(fù)周期已知的矩形脈沖源。并且要求信號源輸出信號的參數(shù)，如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行精確調(diào)整，有很好的穩(wěn)定性，有輸出指示。

　　信號源可以根據(jù)輸出波形的不同，劃分為正弦波信號發(fā)生器、矩形脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器和隨機(jī)信號發(fā)生器等四大類。正弦信號是使用最廣泛的測試信號。這是因為產(chǎn)生正弦信號的方法比較簡單，而且用正弦信號測量比較方便。正弦信號源又可以根據(jù)工作頻率范圍的不同劃分為若干種。

　　信號發(fā)生器的工作原理：

　　信號發(fā)生器的原理：系統(tǒng)包括主振級、主振輸出調(diào)節(jié)電位器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表。主振級產(chǎn)生低頻正弦振蕩信號，經(jīng)電壓放大器放大，達(dá)到電壓輸出幅度的要求，經(jīng)輸出衰減器可直接輸出電壓，用主振輸出調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。

　　如圖所示，電路是由六反相器CD4096組成的自適應(yīng)方波發(fā)生器。當(dāng)輸入端輸入小信號正弦波時，該信號分兩路傳輸，其一路徑C1、D1、D2、C2回路，完成整流倍壓功能，給CD4096提供工作電源;另一路徑電容C3耦合，進(jìn)入CD4096的一個反相器的輸入端，完成信號放大功能。該放大信號經(jīng)后級的門電路處理，變換成方波后經(jīng)CD4096的12、8、10腳輸出。輸出端的R2為可調(diào)電阻，以保證輸出端信號從0～1.25V可調(diào)。

　　信號發(fā)生器的分類：

　　信號發(fā)生器按其輸出頻率的高低，可分為超低頻信號發(fā)生器、低頻信號發(fā)生器、高頻信號發(fā)生器、超高頻信號發(fā)生器和視頻信號發(fā)生器；按產(chǎn)生波形的不同，可分為正弦波信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器等；按調(diào)制方式的不同，可分為調(diào)頻、調(diào)幅、調(diào)相和脈沖調(diào)制信號發(fā)生器。此外，還有可以產(chǎn)生多種波形的信號發(fā)生器。

　?。╨）低頻信號發(fā)生器 低頻信號發(fā)生器能產(chǎn)生頻率范圍在20～200kHz以內(nèi)（也有頻率更寬的1Hz～1MHz的低頻信號發(fā)生器）、輸出一定電壓和功率的正弦波信號。

　　低頻信號發(fā)生器是用來產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)低頻正弦波信號的儀器。因此，它應(yīng)該滿足以下的要求。

　?、佥敵霾ㄐ螒?yīng)盡可能的接近正弦波，非線性失真不應(yīng)超過1％～2％。

　?、谠谛盘柊l(fā)生器產(chǎn)生的整個頻率范圍內(nèi)，輸出信號的幅度應(yīng)不隨頻率而變化。

　?、坌盘栴l率能在一定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)或分段連續(xù)調(diào)節(jié)，而且輸出頻率要有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。

　?、茌敵鲂盘栯妷簯?yīng)能連續(xù)調(diào)節(jié)，并且能準(zhǔn)確地讀出輸出電壓數(shù)值。

　?。?）高頻信號發(fā)生器 高頻信號發(fā)生器可以輸出正弦波電壓或功率以及調(diào)幅波電壓或功率。信號的頻率范圍一般在幾百千赫以上。目前，高頻信號發(fā)生器一般分為普通高頻信號發(fā)生器和超高頻信號發(fā)生器兩大類。普通高頻信號發(fā)生器頻率范圍為100kHz～50MHz，超高頻信號發(fā)生器頻率范圍為10～350MHz。高頻信號發(fā)生器應(yīng)具有以下性能。

　?、俑哳l信號發(fā)生器儀器本身應(yīng)采取嚴(yán)密的屏蔽措施，以保證儀器內(nèi)部信號不對外泄漏，同時保證外部信號對內(nèi)部不產(chǎn)生干擾。

　?、谛盘柕妮敵鲱l率要有較高的穩(wěn)定性，并有精確的頻率微調(diào)裝置。

　?、坌盘栞敵龅姆茸兓苄盘栴l率變化的影響較小。

　　信號發(fā)生器的使用方法：

　　一、開啟電源，開關(guān)指示燈顯示。

　　二、選擇合適的信號輸出形式（方波或正弦波）。

　　三、選擇所需信號的頻率范圍，按下相應(yīng)的檔級開關(guān)，適當(dāng)調(diào)節(jié)微調(diào)器，此時微調(diào)器所指示數(shù)據(jù)同檔級數(shù)據(jù)倍乘為實際輸出信號頻率。

　　四、調(diào)節(jié)信號的功率幅度，適當(dāng)選擇衰減檔級開關(guān)，從而獲得所需功率的信號。

　　五、從輸出接線柱分清正負(fù)連接信號輸出插線。

　　怎樣選擇適合自己的信號發(fā)生器：

　　在 電子測試和測量中，通常會要求信號源，生成只有從外部提供才有的信號。下面列出了為您的應(yīng)用選擇 信號發(fā)生器時可能要考慮的常見功能。

　　一、采樣（時鐘）速率

　　采樣率通常用每秒百萬樣點(diǎn)或每秒千兆樣點(diǎn)表示，指明了儀器可以運(yùn)行

　　的最大時鐘速率或采樣率。采樣率影響著主要輸出信號的頻率。一般來說，您應(yīng)該選擇采樣頻率是生成的信號最高 頻譜頻率成分兩倍的儀器，以保證準(zhǔn)確地復(fù)現(xiàn)信號。最大采樣率還決定著可以用來創(chuàng)建波形的最小時間增量。在典型情況下，這個數(shù)字使用下面的公式計算得出：T=1/F，其中T是用秒表示的定時分辨率，F(xiàn)是采樣率。

　　二、內(nèi)存深度（記錄長度）

　　內(nèi)存深度或記錄長度在信號保真度中發(fā)揮著重要作用，因為它決定著可以存儲多少個數(shù)據(jù)點(diǎn)來定義一個波形。內(nèi)存越深，存儲的波形細(xì)節(jié)更多，存儲所需波形的周期數(shù)越高。

　　三、垂直（幅度）分辨率

　　垂直分辨率與儀器DAC的二進(jìn)制字長度有關(guān)，用位數(shù)表示，位數(shù)越多，分辨率越高。DAC的垂直分辨率決定著復(fù)現(xiàn)的波形的幅度精度和失真。盡管越高越好，但大多數(shù)任意波形儀器都會有一個整體折衷，因為分辨率越高，采樣率越低。

　　四、特點(diǎn)和功能

　　有些信號發(fā)生器提供一系列特點(diǎn)和輸出功能。在選擇信號發(fā)生器時，您還應(yīng)該評估標(biāo)準(zhǔn)波形、調(diào)制功能、輸出幅度和波形編輯軟件，確保儀器滿足您的需求。