什么是信号发生器？

📔信号发生器基础知识

什么是信号发生器？

信号发生器是一种能够产生各种电信号波形的设备。

生成的信号可用作各种设备的测试信号。可生成的信号范围很广，从高频（射频）标准信号（包括无线通信的数字调制信号和音频信号）到脉冲波信号。

信号发生器的用途

信号发生器用于在实际测试设备 (DUT) 之前模拟和评估被测设备或高频通信组件等设备，并执行调试和调整。

信号发生器专门用于产生参考测试信号波形，并非用于测量目的。这使其区别于示波器、数字万用表和频谱分析仪等测量仪器，后者用于评估被测物理量。

信号发生器的原理

在信号发生器中，波形信号是通过将数字信号转换为模拟信号而产生的。实际上，这种转换是由一种称为数字直接合成器（DDS）的数字电路完成的。

DDS由相位累加器、波形ROM和D/A转换器组成，其中相位累加器还包含锁存器和加法器。通过与时钟同步累加频率设定值N，可以生成一个与N成正比的数字化三角波。根据该数据指定波形ROM的地址，输出波形经D/A转换器转换为模拟信号，然后通过低频滤波器，即可获得平滑的模拟波形。

通常情况下，由于波形ROM中存储的波形是正弦波，输出波形也将是正弦波。回到傅里叶逆变换的基本概念，并考虑到任何波形都可以通过组合正弦波生成，信号发生器实际上可以通过组合这些生成的伪正弦波来生成任何波形。

信号发生器的类型

信号发生器有多种类型，但以下两种是具有代表性的例子。

1. 函数发生器

函数发生器是一种用途广泛的信号发生器。在信号发生器领域，数字技术的进步使得单台设备即可生成任意波形成为可能。

函数发生器可以模拟任何信号，从而允许在对被测设备进行实际现场测试之前，使用模拟信号进行调试和调整。此外，用于生成高频（RF）信号数字调制波形的信号发生器，以及频谱分析仪和功率计，被广泛用于表征射频电子元件。

2. 射频数字调制波形发生器

信号发生器还包括用于生成复杂调制波形（例如 5G 和 Wi-Fi 信号）的信号发生器，特别是用于生成数字调制射频 (RF) 波形的信号发生器。这些仪器被称为矢量标准信号发生器（或数字标准信号发生器），它们内置了 I/Q 调制器。

因此，可以将其上变频至 I/Q 调制方案，例如 1024QAM 和 QPSK。当与 IQ 基带发生器结合使用时，该信号发生器可以模拟和输出通信系统支持的信息带宽内的大多数信号。