信號發生器(簡稱信號源)是輸出供給量的儀器。它產生頻率、幅度、波形等主要參數都可調節的信號,主要有以下作用:
1、測元件參數:如電感、電容的值及品質因數、損耗角等。
2、測網絡的幅頻特性、相頻特性:連續改變信號源的頻率,用示波器或電壓表測網絡的響應,屬于正弦穩態激勵、點頻測試。
3、測接收機:信號發生器發出射頻已調波,測接收機的靈敏度、選擇性、AGC范圍等指標。
4、測網絡的瞬態響應:用方波或窄脈沖激勵,測網絡的階躍響應、沖擊響應、時間常數等。
5、校準儀表:輸出頻率、幅度準確的信號,校準儀表的衰減器、增益及刻度。
此外,信號發生器在調試雷達、電視、多路通信系統和電子計算機、檢修電子儀器也是十分重要的設備。信號發生器一般由主振器、放大器、衰減器、指示器、調制器等組成。
一、信號發生器的分類
信號發生器可劃分為通用信號源和專用信號源兩大類。通用信號發生器包括:正弦信號發生器、脈沖信號發生器、函數信號發生器、高頻信號發生器、噪聲信號發生器。
二、信號發生器的工作特性
1、頻率范圍
2、頻率準確度和穩定度:準確度即頻率刻度的相對誤差,一般不大于±1%,穩定度應優于10^-3
3、線性失真和頻譜純度:低頻信號源輸出波形的好壞,用非線性失真來表征,在0.1%-1%范圍內;高頻信號源輸出信號,用頻譜純度來表征。頻譜不純的來源為高次諧波及噪聲。
4、輸出電平:低頻和高頻信號源輸出電平用電壓電平表示,微波用功率電平表示。
三、信號發生器的基本組成
振蕩器:振蕩器是信號發生器的核心部分,由它產生不同頻率、不同波形的信號。產生不同頻段、不同波形信號的振蕩器原理、結構差別很大。
變換器:變換器可以是電壓放大器、功率放大器、調制器或整形器。一般情況下,振蕩器輸出的信號都較微弱,需在該部分加以放大。如調幅、調頻等信號也需在這部分由調制信號對載頻加以調制。而函數發生器、振蕩器輸出的是三角波,需在這里由整形電路整形成方波或正弦波。
輸出級:輸出級基本功能是調節輸出信號的電平和輸出阻抗,可以是衰減器、匹配變壓器和射極跟隨器等。
指示器:指示器用來監視輸出信號,可以是電子電壓表、功率計、頻率計和調制度表等,有些脈沖信號發生器帶有簡易示波器。使用時,通過指示器來調整輸出信號的頻率、幅度及其他特性。通常情況下,指示器接于衰減器之前,并且由于指示儀表本身準確度不高,其示值僅供參考,從輸出端輸出信號的實際特性需用其他更準確的測量儀表來測量。
電源:提供信號發生器各部分的工作電源電壓。通常是將50Hz交流市電整流成直流并有良好的穩壓措施。
四、信號發生器的發展趨勢
由于電子測量及其他部門對各類信號發生器的廣泛需求及電子技術的迅速發展,促使信號發生器種類日益增多,性能日益提高,尤其隨著微處理器的出現,更促使信號發生器向著寬頻率覆蓋、高頻率精度、多功能、多用途、自動化和智能化方向發展。