山东省委书记刘家义到人民日报社山东分社调研

　　什么是信号发生器？

　　信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

　　也称为信号发生器，它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量，如测量频率响应、噪声系数，为电压表定度等，都要求提供符合所定技术条件的电信号，以模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。

　　当要求进行系统的稳态特性测量时，需使用振幅、频率已知的正弦信号源。当测试系统的瞬态特性时，又需使用前沿时间、脉冲宽度和重复周期已知的矩形脉冲源。并且要求信号源输出信号的参数，如频率、波形、输出电压或功率等，能在一定范围内进行精确调整，有很好的稳定性，有输出指示。

　　信号源可以根据输出波形的不同，划分为正弦波信号发生器、矩形脉冲信号发生器、函数信号发生器和随机信号发生器等四大类。正弦信号是使用最广泛的测试信号。这是因为产生正弦信号的方法比较简单，而且用正弦信号测量比较方便。正弦信号源又可以根据工作频率范围的不同划分为若干种。

　　信号发生器的工作原理：

　　信号发生器的原理：系统包括主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表。主振级产生低频正弦振荡信号，经电压放大器放大，达到电压输出幅度的要求，经输出衰减器可直接输出电压，用主振输出调节电位器调节输出电压的大小。

　　如图所示，电路是由六反相器CD4096组成的自适应方波发生器。当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，其一路径C1、D1、D2、C2回路，完成整流倍压功能，给CD4096提供工作电源;另一路径电容C3耦合，进入CD4096的一个反相器的输入端，完成信号放大功能。该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经CD4096的12、8、10脚输出。输出端的R2为可调电阻，以保证输出端信号从0～1.25V可调。

　　信号发生器的分类：

　　信号发生器按其输出频率的高低，可分为超低频信号发生器、低频信号发生器、高频信号发生器、超高频信号发生器和视频信号发生器；按产生波形的不同，可分为正弦波信号发生器、脉冲信号发生器、函数信号发生器等；按调制方式的不同，可分为调频、调幅、调相和脉冲调制信号发生器。此外，还有可以产生多种波形的信号发生器。

　　（l）低频信号发生器 低频信号发生器能产生频率范围在20～200kHz以内（也有频率更宽的1Hz～1MHz的低频信号发生器）、输出一定电压和功率的正弦波信号。

　　低频信号发生器是用来产生标准低频正弦波信号的仪器。因此，它应该满足以下的要求。

　　①输出波形应尽可能的接近正弦波，非线性失真不应超过1％～2％。

　　②在信号发生器产生的整个频率范围内，输出信号的幅度应不随频率而变化。

　　③信号频率能在一定范围内连续调节或分段连续调节，而且输出频率要有较高的稳定性和准确度。

　　④输出信号电压应能连续调节，并且能准确地读出输出电压数值。

　　（2）高频信号发生器 高频信号发生器可以输出正弦波电压或功率以及调幅波电压或功率。信号的频率范围一般在几百千赫以上。目前，高频信号发生器一般分为普通高频信号发生器和超高频信号发生器两大类。普通高频信号发生器频率范围为100kHz～50MHz，超高频信号发生器频率范围为10～350MHz。高频信号发生器应具有以下性能。

　　①高频信号发生器仪器本身应采取严密的屏蔽措施，以保证仪器内部信号不对外泄漏，同时保证外部信号对内部不产生干扰。

　　②信号的输出频率要有较高的稳定性，并有精确的频率微调装置。

　　③信号输出的幅度变化受信号频率变化的影响较小。

　　信号发生器的使用方法：

　　一、开启电源，开关指示灯显示。

　　二、选择合适的信号输出形式（方波或正弦波）。

　　三、选择所需信号的频率范围，按下相应的档级开关，适当调节微调器，此时微调器所指示数据同档级数据倍乘为实际输出信号频率。

　　四、调节信号的功率幅度，适当选择衰减档级开关，从而获得所需功率的信号。

　　五、从输出接线柱分清正负连接信号输出插线。

　　怎样选择适合自己的信号发生器：

　　在 电子测试和测量中，通常会要求信号源，生成只有从外部提供才有的信号。下面列出了为您的应用选择 信号发生器时可能要考虑的常见功能。

　　一、采样（时钟）速率

　　采样率通常用每秒百万样点或每秒千兆样点表示，指明了仪器可以运行

　　的最大时钟速率或采样率。采样率影响着主要输出信号的频率。一般来说，您应该选择采样频率是生成的信号最高 频谱频率成分两倍的仪器，以保证准确地复现信号。最大采样率还决定着可以用来创建波形的最小时间增量。在典型情况下，这个数字使用下面的公式计算得出：T=1/F，其中T是用秒表示的定时分辨率，F是采样率。

　　二、内存深度（记录长度）

　　内存深度或记录长度在信号保真度中发挥着重要作用，因为它决定着可以存储多少个数据点来定义一个波形。内存越深，存储的波形细节更多，存储所需波形的周期数越高。

　　三、垂直（幅度）分辨率

　　垂直分辨率与仪器DAC的二进制字长度有关，用位数表示，位数越多，分辨率越高。DAC的垂直分辨率决定着复现的波形的幅度精度和失真。尽管越高越好，但大多数任意波形仪器都会有一个整体折衷，因为分辨率越高，采样率越低。

　　四、特点和功能

　　有些信号发生器提供一系列特点和输出功能。在选择信号发生器时，您还应该评估标准波形、调制功能、输出幅度和波形编辑软件，确保仪器满足您的需求。