信号发生器的基本原理
现代信号发生器的结构非常复杂,与早期的简易信号发生器天差地别,但总体基本结构功能单元还是类似的。信号发生器的主要部件有频率产生单元、调制单元、缓冲放大单元、衰减输出单元、显示单元、控制单元。早期的信号发生器都采用模拟电路,现代信号发生器越来越多地使用数字电路或单片机控制,内部电路结构上有了很大的变化。
频率产生单元是信号发生器的基础和核心。早期的高频信号发生器采用模拟电路LC振荡器,低频信号发生器则较多采用文氏电桥振荡器和RC移相振荡器。由于早期没有频率合成技术,信号发生器回收,所以上述LC、RC振荡器优点是结构简单,可以产生连续变化的频率,缺点是频率稳定度不够高。早期产品为了提高信号发生器频率稳定度,在可变电容的精密调节方面下了很多功夫,不少产品都设计了精密的传动机构和指示机构,所以很多早期的信号发生器体积大、重量重。后来,人们发现采用石英晶体构成振荡电路,产生的频率稳定,但是石英晶体的频率是固定的,在没有频率合成的技术条件下,只能做成固定频率信号发生器。之后也出现过压控振荡器,东莞中堂信号发生器,虽然频率稳定度比LC振荡器好些,但依然不够理想,不过压控振荡器摆脱了LC振荡器的机械结构,可以大大缩减仪器的体积,同时电路不太复杂,成本也不高。现在一些低端的函数信号发生器依然采用这种方式。
信号发生器
对业余无线电爱好者来说,信号发生器用得的地方是测量电台、对讲机的灵敏度。很多HAM都认为用综合测试仪来调测对讲机灵敏度果,其实,信号发生器维修,用综合测试仪来调测对讲机灵敏度主要用到了综合测试仪的信号发生器和信纳比计两项功能。信号发生器发出与对讲机相同调制模式的信号(一般是FM或者AM),然后逐渐减小输出信号的幅度(强度),同时通过信纳比计监测对讲机音频输出的噪声水平。当对讲机输出音频有效信号与噪声的比例劣化到一定程度时(一般对讲机灵敏度测试信噪比标准S/N=12dB),信号发生器输出的电平数值就等于所测对讲机的灵敏度。在此测试中,信号发生器模拟了对讲机实际接收的空中信号,而且模拟的信号强度是可以人为控制调节的。
基本信号发生器应用
信号发生器有数百种不同的应用,但在电子测量中,这些应用可以分成三种基本类型:检验、检定和极限/余量测试。有代表性的部分应用如下:
检验
测试数字模块化发射机和接收机
开发新型发射机和接收机硬件的无线器件设计人员必须模拟基带Iamp;Q信号,信号中可以带损伤或不带损伤,检验其是否满足新兴的和专有的无线标准。某些高性能任意波形发生器可以以高达12.5Gbps的速率提供所需的低失真、高分辨率信号,并支持两条***通道,一条用于“I”相位,另一条用于“Q”相位。
有时,需要使用实际RF信号测试接收机。在这种情况下,信号发生器销售,可以使用采样率高达200MS/s的任意波形发生器,直接合成RF信号。
检定
测试数模转换器和模数转换器
新开发的数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)必须进行穷尽测试,以确定其线性度、单调性和失真的极限。的AWG可以同时生成多个同相的模拟信号和数字信号,以高达12.5Gbps的速度驱动这些器件。
极限/余量测试
测试通信接收机极限
处理串行数据流结构(通常用于数字通信总线和磁盘驱动器放大器中)的工程师必需使用损伤测试器件极限,特别是抖动和定时超限。通过提供***的内置抖动编辑和发生工具,信号发生器使工程师节约了数不清的时间。这些仪器可以使关键信号边沿位移20ps。
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