什么是信號發生器？

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

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

　　當要求進行系統的穩態特性測量時，需使用振幅、頻率已知的正弦信號源。當測試系統的瞬態特性時，又需使用前沿時間、脈沖寬度和重復周期已知的矩形脈沖源。并且要求信號源輸出信號的參數，如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能在一定范圍內進行精確調整，有很好的穩定性，有輸出指示。

　　信號源可以根據輸出波形的不同，劃分為正弦波信號發生器、矩形脈沖信號發生器、函數信號發生器和隨機信號發生器等四大類。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工作頻率范圍的不同劃分為若干種。

　　信號發生器的工作原理：

　　信號發生器的原理：系統包括主振級、主振輸出調節電位器、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。主振級產生低頻正弦振蕩信號，經電壓放大器放大，達到電壓輸出幅度的要求，經輸出衰減器可直接輸出電壓，用主振輸出調節電位器調節輸出電壓的大小。

　　如圖所示，電路是由六反相器CD4096組成的自適應方波發生器。當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。該放大信號經后級的門電路處理，變換成方波后經CD4096的12、8、10腳輸出。輸出端的R2為可調電阻，以保證輸出端信號從0～1.25V可調。

　　信號發生器的分類：

　　信號發生器按其輸出頻率的高低，可分為超低頻信號發生器、低頻信號發生器、高頻信號發生器、超高頻信號發生器和視頻信號發生器；按產生波形的不同，可分為正弦波信號發生器、脈沖信號發生器、函數信號發生器等；按調制方式的不同，可分為調頻、調幅、調相和脈沖調制信號發生器。此外，還有可以產生多種波形的信號發生器。

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

　　低頻信號發生器是用來產生標準低頻正弦波信號的儀器。因此，它應該滿足以下的要求。

　　①輸出波形應盡可能的接近正弦波，非線性失真不應超過1％～2％。

　　②在信號發生器產生的整個頻率范圍內，輸出信號的幅度應不隨頻率而變化。

　　③信號頻率能在一定范圍內連續調節或分段連續調節，而且輸出頻率要有較高的穩定性和準確度。

　　④輸出信號電壓應能連續調節，并且能準確地讀出輸出電壓數值。

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

　　①高頻信號發生器儀器本身應采取嚴密的屏蔽措施，以保證儀器內部信號不對外泄漏，同時保證外部信號對內部不產生干擾。

　　②信號的輸出頻率要有較高的穩定性，并有精確的頻率微調裝置。

　　③信號輸出的幅度變化受信號頻率變化的影響較小。

　　信號發生器的使用方法：

　　一、開啟電源，開關指示燈顯示。

　　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，按下相應的檔級開關，適當調節微調器，此時微調器所指示數據同檔級數據倍乘為實際輸出信號頻率。

　　四、調節信號的功率幅度，適當選擇衰減檔級開關，從而獲得所需功率的信號。

　　五、從輸出接線柱分清正負連接信號輸出插線。

　　怎樣選擇適合自己的信號發生器：

　　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用選擇 信號發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或每秒千兆樣點表示，指明了儀器可以運行

　　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，以保證準確地復現信號。最大采樣率還決定著可以用來創建波形的最小時間增量。在典型情況下，這個數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是采樣率。

　　二、內存深度（記錄長度）

　　內存深度或記錄長度在信號保真度中發揮著重要作用，因為它決定著可以存儲多少個數據點來定義一個波形。內存越深，存儲的波形細節更多，存儲所需波形的周期數越高。

　　三、垂直（幅度）分辨率

　　垂直分辨率與儀器DAC的二進制字長度有關，用位數表示，位數越多，分辨率越高。DAC的垂直分辨率決定著復現的波形的幅度精度和失真。盡管越高越好，但大多數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、特點和功能

　　有些信號發生器提供一系列特點和輸出功能。在選擇信號發生器時，您還應該評估標準波形、調制功能、輸出幅度和波形編輯軟件，確保儀器滿足您的需求。