信号发生器(简称信号源)是输出供给量的仪器。它产生频率、幅度、波形等主要参数都可调节的信号,主要有以下作用:
1、测元件参数:如电感、电容的值及品质因数、损耗角等。
2、测网络的幅频特性、相频特性:连续改变信号源的频率,用示波器或电压表测网络的响应,属于正弦稳态激励、点频测试。
3、测接收机:信号发生器发出射频已调波,测接收机的灵敏度、选择性、AGC范围等指标。
4、测网络的瞬态响应:用方波或窄脉冲激励,测网络的阶跃响应、冲击响应、时间常数等。
5、校准仪表:输出频率、幅度准确的信号,校准仪表的衰减器、增益及刻度。
此外,信号发生器在调试雷达、电视、多路通信系统和电子计算机、检修电子仪器也是十分重要的设备。信号发生器一般由主振器、放大器、衰减器、指示器、调制器等组成。
一、信号发生器的分类
信号发生器可划分为通用信号源和专用信号源两大类。通用信号发生器包括:正弦信号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器、高频信号发生器、噪声信号发生器。
二、信号发生器的工作特性
1、频率范围
2、频率准确度和稳定度:准确度即频率刻度的相对误差,一般不大于±1%,稳定度应优于10^-3
3、线性失真和频谱纯度:低频信号源输出波形的好坏,用非线性失真来表征,在0.1%-1%范围内;高频信号源输出信号,用频谱纯度来表征。频谱不纯的来源为高次谐波及噪声。
4、输出电平:低频和高频信号源输出电平用电压电平表示,微波用功率电平表示。
三、信号发生器的基本组成
振荡器:振荡器是信号发生器的核心部分,由它产生不同频率、不同波形的信号。产生不同频段、不同波形信号的振荡器原理、结构差别很大。
变换器:变换器可以是电压放大器、功率放大器、调制器或整形器。一般情况下,振荡器输出的信号都较微弱,需在该部分加以放大。如调幅、调频等信号也需在这部分由调制信号对载频加以调制。而函数发生器、振荡器输出的是三角波,需在这里由整形电路整形成方波或正弦波。
输出级:输出级基本功能是调节输出信号的电平和输出阻抗,可以是衰减器、匹配变压器和射极跟随器等。
指示器:指示器用来监视输出信号,可以是电子电压表、功率计、频率计和调制度表等,有些脉冲信号发生器带有简易示波器。使用时,通过指示器来调整输出信号的频率、幅度及其他特性。通常情况下,指示器接于衰减器之前,并且由于指示仪表本身准确度不高,其示值仅供参考,从输出端输出信号的实际特性需用其他更准确的测量仪表来测量。
电源:提供信号发生器各部分的工作电源电压。通常是将50Hz交流市电整流成直流并有良好的稳压措施。
四、信号发生器的发展趋势
由于电子测量及其他部门对各类信号发生器的广泛需求及电子技术的迅速发展,促使信号发生器种类日益增多,性能日益提高,尤其随着微处理器的出现,更促使信号发生器向着宽频率覆盖、高频率精度、多功能、多用途、自动化和智能化方向发展。