信号发生器

出处：按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第552页（3163字）

(一)概述

信号发生器是在电子测量中提供符合一定技术要求的电信号的仪器。可以用它测量元、器件的参数或测量无线电的幅频特性。

信号发生器的分类：

按用途分：通用、专用。

按输出波形分：正弦、脉冲、函数。

按工作频率分：超低频(20Hz以下)、低频(0．02～20kHz)、视频(20～100kHz)、高频(100kHz～35MHz)、超高频(35MHz以上)。

按调制方法分：调频、调幅、调相、脉冲调制。

信号发生器的工作特性可用以下指标概括描述：

1．频率特性

各项指标均能得到保证的输出频率范围称为信号发生器的有效频率范围。频率准确度是指频率实际值对其标称值(刻度或标度)的相对偏差。频率稳定度是在一定时间间隔内，频率源的频率准确度的变化，它表征频率源维持工作于恒定频率的能力。对频率稳定度的描述往往引入时间概念，因此有长期、短期、瞬间频率稳定度之分。

2．输出特性

信号发生器的输出阻抗视不同类型的信号发生器而异。低频信号发生器中一般有匹配变压器，故有50Ω、600Ω、5kΩ等各种不同输出阻抗；高频信号发生器一般只有50Ω(或75Ω)一种输出阻抗。输出电平是表征信号发生器所能提供的最大和最小输出电平调节范围，目前正弦信号发生器输出信号幅度采用正弦有效值(如V，mV或μV)度量或用绝对电平(dB)度量。

3．调制特性

在高频振荡中，振幅A、角频率ω和初相角φ的三个基本参数中某一个按照所需传达信息规律而变化的过程称为调制，因此可分为调幅、调频和调相高频信号发生器。调幅的固定调制频率一般为400Hz或1000Hz。调制系数表示高频电压振幅受调制信号控制所改变的程度，一般信号调幅系数为0～80%。在调幅过程中，调幅波的包络线应该和调制信号形状一致，否则，调制后会产生线性失真，信号发生器的调制线性度一般在1～5%的范围内。

4．波形特性

信号发生器的输出波形，有正弦波、脉冲波、三角波等，一般除考虑输出波形的频率、幅度外，在正弦波输出时还必须考虑其失真度。标准信号发生器输出失真度为0．1～0．5%。普通信号发生器输出失真度为1～5%。当脉冲波输出时，还必须考虑脉冲宽度、上升时间、下降时间、上冲、下冲等指标，在三角波输出时，还必须考虑三角波的线性偏差。

(二)使用方法

(1)认真阅读使用说明书。

(2)接通电源。

(3)按说明书规定的操作步骤选择波形。

(4)按说明书规定的操作步骤选择输出波形的频率。

(5)按说明书规定的操作步骤调整各种波形的输出电压。

(三)注意事项

(1)开机前应检查电源电压与仪器工作电压是否相等，不符的应采取相应的措施(调整仪器电源变换插头或通过变压器变压)使之相符，方可开机。

(2)检查电源电压及频率的波动是否符合要求，不符的应采取交流稳压措施后再使用。

(3)通电后不要在仪器说明书中规定的预热时间内进行测试，因为此时频率尚未稳定。

(4)测试时应注意被测仪器与信号发生器之间的阻抗匹配。

(四)常用机型主要性能指标

1．XD－1型低频信号发生器主要性能指标

(1)频率范围 1Hz～1MHz(分六个波段)。

(2)频率基本误差 ±(1～1．5)%。

(3)频率漂移(预热30分钟以后) ＜(0．1～0．4)%。

(4)频率特性 ＜±1dB(在1Hz～1MHz范围内电压输出)。

(5)非线性失真(20Hz～20kHz) 电压输出＜0．1%，功率输出＜0．5%。

(6)输出幅度 电压输出＞5V；最大功率输出＞4W。

(7)输出衰减 总衰减量为90dB(可以每10dB分档调节，亦可连续调节)。

2．XB－46型标准信号发生器主要性能指标

(1)频率范围 0．1～35MHz(分七个波段)。

(2)载波频率稳定度 仪器在正常工作条件下预热1小时后，载波在任何15分钟时间间隔内所产生的最大频率变化≤±(预调频率的200×10－6+150Hz)，重调频率后，另需30分钟的恢复时间。

(3)输出有效电压范围 1μV～1V(0～120dB)，终端匹配负载电阻为50Ω(0dB=1μV)。

(4)衰减器范围 ×10dB档 0～90dB分10档；

×1dB档 0～10dB分11档；

外接衰减器 20dB。

(5)信号源内阻抗 50Ω。

(6)内调制信号频率 400Hz和1000Hz。

(7)调幅系数范围 M=30%和M=60%两档。

3。DO－12型频率合成信号发生器的主要性能指标

(1)频率范围 100～500kHz，步进频率间隔为10Hz，当插入连调振荡器以后，步进频率间隔为0．5Hz。

(2)频率稳定度 在晶振工作48小时后，日波动优于5×10^－9／d。

(3)输出电平 －60～+10dBm

(4)信号源内阻抗 50Ω。