高频信号发生器

如何挑选一款高频信号发生器

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发表时间:2021-11-30 11:15作者:同步天下来源:原创


高频信号发生器是一种能产生信号源的仪器,又称信号源是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。本文我们主要来讨论一下高频信号发生器的工作原理及挑选时的注意事项。

1、信号发生器分类

从输出信号的频率范围划分种类有超低频率信号发生器、低频信号发生器、视频信号发生器、高频信号发生器和超高频信号发生器等。

另外一方面如果我们从输出波形来划分,有正弦信号发生器、方波信号发生器、函数信号发生器等种类。

高频信号发生器也可以称之为射频信号发生器,输出的信号频率范围一般是在10μHz~250MHz,当然最高可以输出频率30GHz。广泛应用在高频电路测试中。为了测试通信设备,这种仪器具有一种或一种以上的组合调制(包括正弦调幅、正弦调频以及脉冲调制)功能。其输出信号的频率、电平、调制度可在一定范围内调节并能准确读数。

高频信号发生器工作原理

信号发生器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。

信号发生器可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号,用来代替前端电路的实际信号,为后端电路提供一个理想信号。在电路测试中,可以通过测量、对比输入和输出信号,来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。高精度的信号发生器在计量和校准领域也可以作为标准信号源(参考源),待校准仪器以参考源为标准进行调校。信号发生器可广泛应用在电子研发、维修、测量、校准等领域。

高频信号发生器是由振荡器、频率合成单元、电平控制单元、调制级、输出级、衰减器、监测级和电源等部分组成的综合性电子仪器,其基本功能是提供正弦波信号和调制波信号,广泛应用在生产、科研、计量等部门。

主振级电路产生具有一定频率范围的高频正弦信号,该信号作为高载波送人调制级进行幅度调制和放大。高频信号发生器的主振级通常采用震荡频率连续可调的LC振荡器,按照反馈方式的不同,LC振荡器又分为变压器反馈式、电感三点式及电容三点式等类型。

LC振荡器的工作频率为1/,调节振荡器回路中电感元件的自感系数L可选择频段,在选定的频段内,改变振荡回路的电容C可连续调整振荡器输出信号频率。随着带宽技术和倍频、分频数字电路技术的发展,宽带放大器、宽带调制器及滤波器替代了传统的振荡器,省去了多联可变电容等元件,提高了振荡器的可靠性、稳定性和调幅特性。

缓冲级主要起阻抗变换作用,用来隔离调制级与主振级,保证主振级工作稳定。振荡器信号经缓冲级输出到调制级,进行幅度调制和放大后输出,并保证一定的输出电平调节范围及输出阻抗。

高频信号发生器的信号调制方式主要包括:调频、调幅和脉冲调制,其调制信号源可选择使用内部调制振荡器提供的音频正弦调制信号,也可以使用外调制信号。调幅是在保证载波信号的频率计相位固定在不变的情况下,使其幅度按照给定规律变化的过程,调幅方式主要用于高频段。调频是在保持载波信号幅度不变的情况下,使其频率按规规律变化的过程,主要用于甚高频和超高频。调试方式具有较高的抗干扰能力和较高的效率。信号占用的频带较宽。脉冲调制主要用于微波信号发生器中。

高频信号发生器的输出级用于对调制信号进行放大和滤波,在此基础上通过衰减器对输出电平进行较大范围的调节和输出阻抗的变换,以适应各种不同的需要。高频信号发生器应工作于阻抗匹配状态,其输出阻抗常见为50W或75W若信号源与负载之间阻抗不匹配,则不仅影响衰减系数,还可能影响前级电路的正常工作,降低信号发生器的输出功率或在输出电缆中出现驻波、高频信号输出电平的调节要由衰减器完成,衰减器主要包括:细调衰减器、步级衰减器和分压电缆。


如何挑选一款高频信号发生器

3、挑选高频信号发生器的注意事项

(1)采样速率,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。

最大采样率还决定着可以用来创建波形的最小时间增量。

垂直分辨率

垂直分辨率。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。

内部时基的选择

建议选择的时候优先选择高准确度的恒温晶振。内部恒温晶振秒稳定度和老化率都是指标也是越高越好,秒稳定度代表内置晶振稳定性,老化率代表晶振随着时间延长准确度变差的速度;

(4)是否有外参考输入功能

有些时间检定仪厂家是没有设计外参考输入功能的,这个功能对于需要更高精度的测试是非常必要的,秒表检定仪可以借助外参考源的高准确度大幅度提高测量精度,比如使用外部铷原子钟或者铯钟作为参考,因此优先选择带有外参考的秒表检定仪。

(5)高频信号发生器是否有大尺寸触摸屏设计

一台测试仪器具有大的触摸屏设计将会使测试工作简单易上手,所见即所得,尽量选择大尺寸的触摸屏,国内一般厂家只有非触摸屏以及比较小的显示屏,尽量选择7寸以上触摸屏测量仪,显示及操作都是和使用手机一样便捷。

SYN5651型高频信号发生器是一款按照《JJG 173-2003信号发生器检定规程》和《JJG 502-2017合成信号发生器检定规程》研发生产的高性价比射频微波信号发生仪器。最高30GHz频率输出;支持网口LAN/USB/串口RS232C等多种通信方式。内部时基为高精度恒温晶振频率准确度≤3E-8(出厂设置频率偏差),秒稳定度 ≤3E-11/s,老化率 ≤5E-10/日,≤5E-8/年。7寸大触摸屏可以输入外参考10MHz信号。

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