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信号发生器

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  • 发布时间:2016/6/4 21:14:25
  • 作者:hb_yinhe
定义
GB/T 2900.1-2008 电工术语 基本术语》定义:信号发生器是指产生规定的电信号且其特性通常为可调的电器或器件。
信号发生器又称信号源,它是在电子测量中提供符合一定电技术要求的电信号的设备,它能提供不同波形、频率、幅度大小的电信号,主要是正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等,为测试提供不同的信号源。它与电子线路中的电流源、电压源的区别在于它是提供的是电信号,而后者只是提供的是电能。
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信号发生器的分类

01信号发生器按输出波形分类

  正弦波信号发生器:

  可产生正弦波或受调制的正弦波,主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按其不同性能和用途还可细分为低频(20Hz至10MHz)信号发生器、高频(100kHz至300MHz)信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发生器、频率合成式信号发生器等。

  脉冲信号发生器:

  可产生脉宽可调的重复脉冲波,可用以测试线性系统的瞬态响应,或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。

  函数信号发生器:

  可产生幅度与时间成一定函数关系的信号,如正弦波、三角波、方波、锯齿波、钟形波脉冲等,频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外,还广泛用于其他非电测量领域。

  噪声信号发生器:

  可产生各种模拟干扰的电信号。

02信号发生器按输出频率可分类

  按输出频率来分可以分为超低频信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、 高频信号发生器、甚高频信号发生器、 超高频信号发生器。

  超低频信号发生器一般是指工作频率下潜到0.1Hz以下的信号发生器,一般用于专业上的特殊用途。低频信号发生器一般是指工作频率主要在1Hz~1MHz的信号发生器,多用于音频领域。高频信号发生器,也叫射频信号发生器,一般是指工作频率从100kHz到几百兆赫的信号发生器(目前频率高的可以达到几吉赫兹),多用于通信和测量领域。微波信号发生器一般是指工作频率高达数吉赫兹到几十吉赫兹的信号发生器,多用于雷达领域。

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信号发生器的指标特性

01频率特性

  频率范围:指仪器各项指标都能得到保证时的输出频率范围,更确切地说,应称为“有效频率范围”。

  频率准确度:指信号发生器字显示数值f0与实际输出信号频率f间的偏差。

  频率稳定度:指在其他外界条件恒定不变的情况下,在规定时间内,信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。频率稳定度(实际上是频率不稳定度)指标要求与频率准确度有关,一般振荡器的频率稳定度应比所要求的准确度高1~2个数量级。

02输出特性

  输出信号的幅度:输出信号的幅度常采用两种表示方式:其一,直接用正弦波有效值(单位用V,mV或μV)表示;其二,用绝对电平(单位用dBm或dB)表示。

  输出电平范围:表征信号源能提供的最小和最大输出电平的可调范围。

  输出电平的频响:指在有效频率范围内调节频率时,输出电平的变化,也就是输出电平的平坦度。

  输出电平准确度:主要由电压表刻度误差、衰减器衰减误差、0dB准确度和输出衰减器决定。它会随温度与供电电压波动的影响而变化。常用“工作误差”来评价仪器的准确度。

  输出阻抗:信号源的输出阻抗视类型不同而异。低频信号发生器输出阻抗一般有75Ω,150Ω,600Ω几种。高频信号发生器一般为50Ω或75Ω不平衡输出。

  输出信号的频谱纯度:反映输出信号波形接近正弦波的程度,常用非线性失真度(谐波失真度)表示。一般信号源的非线性失真度应小于1%。

03调制特性

  高频信号发生器在输出正弦波的同时,一般还能输出一种或一种以上的已被调制的信号,多数情况下是调幅信号和调频信号,有些还带有调相和脉冲调制等功能。当调制信号由信号发生器内部产生时,称为内调制。当调制信号由外部加入信号发生器进行调制时,称为外调制。

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信号发生器的作用

  信号发生器适当的场合可以作为激励源、信号仿真、标准源使用。

  激励源:作为某些电气设备的激励信号。

  信号仿真:在设备测量中,需要产生模拟实际环境相同特性的信号。

  校准源:产生一些标准信号,用于对一般信号源进行校准或比对。目前在变频电量标准源方面,银河天涛的ATITAN变频功率标准源可以产生0~10kV、0~1000A、5~400Hz的标准信号,是目前输出最大的电量信号发生器。

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