信號(hào)發(fā)生器種類繁多，它們擁有不同的外形，可以提供不同的功能。

圖 1-1. Keysight PXIe 矢量信號(hào)發(fā)生器和分析儀。

外形：您需要的是臺(tái)式儀器還是模塊化儀器？

臺(tái)式是許多信號(hào)發(fā)生器的傳統(tǒng)外形。它是我們通常在工作臺(tái)和機(jī)架上看到的典型框式儀 器。這種儀器配備前面板顯示器和控件，能讓您快速、輕松地設(shè)置和調(diào)試故障。臺(tái)式信號(hào)發(fā)生器具有全面的功能，覆蓋射頻到微波以及模擬到矢量的范圍。

圖 1-2. N5182B MXG X 系列射頻矢量信號(hào)發(fā)生器

另一種正在迅速普及的形式是 PXIe。PXIe 信號(hào)發(fā)生器的外形緊湊，因此通常用于需要 多個(gè)通道的應(yīng)用中。第三代 PCIe 現(xiàn)在支持高達(dá) 24 GB/s 的系統(tǒng)帶寬，從而提升了高性 能應(yīng)用（例如采用 FPGA 流處理 streaming 方式將 I/Q 數(shù)據(jù)傳輸給基帶發(fā)生器，或數(shù) 字預(yù)失真應(yīng)用等）的測(cè)試吞吐量。PXIe 信號(hào)發(fā)生器使用的應(yīng)用軟件與臺(tái)式信號(hào)發(fā)生器相 同，在從產(chǎn)品開發(fā)到制造和支持的全過程中保證了測(cè)量一致性和兼容性。

模擬、矢量和捷變信號(hào)發(fā)生器

信號(hào)發(fā)生器也根據(jù)能力進(jìn)行了分類。早的信號(hào)發(fā)生器，譬如用于測(cè)試聲音設(shè)備的信號(hào) 發(fā)生器，是模擬信號(hào)發(fā)生器。模擬信號(hào)發(fā)生器的基本功能是提供連續(xù)波（CW）正弦信 號(hào)?，F(xiàn)代的模擬信號(hào)發(fā)生器也能夠進(jìn)行幅度、頻率、相位和脈沖調(diào)制。當(dāng)今模擬信號(hào)發(fā) 生器的大頻率接近 70 GHz。

矢量信號(hào)發(fā)生器則是更新一代的信號(hào)發(fā)生器，能夠進(jìn)行復(fù)雜的正交幅度調(diào)制（QAM）。 矢量信號(hào)發(fā)生器采用內(nèi)置正交（也稱為 IQ）調(diào)制器來生成復(fù)雜的調(diào)制制式，如正交相移 鍵控（QPSK）和 1024 QAM。

快速掃描頻率和幅度列表的能力是一個(gè)重要的屬性，特別是在制造測(cè)試中。捷變信號(hào)發(fā) 生器的初衷是提高速度。這類信號(hào)發(fā)生器能夠快速改變信號(hào)的頻率、幅度和相位。這一 功能非常適用于大批量的無(wú)線器件測(cè)試。

圖 1-3. 一個(gè) 32-QAM 調(diào)制信號(hào)。

關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)概覽

要為工作任務(wù)選擇合適的信號(hào)發(fā)生器，您需要對(duì)性能技術(shù)指標(biāo)有所了解。技術(shù)指標(biāo)代 表的是信號(hào)發(fā)生器的能力，其中關(guān)鍵的三點(diǎn)是頻率、幅度和頻譜純度性能。我們來分別 看一看。

頻率

頻率技術(shù)指標(biāo)定義的是信號(hào)發(fā)生器的范圍、分辨率、精度和切換速度。

范圍指的是信號(hào)發(fā)生器可以輸出的大和小輸出頻率。

分辨率是小的頻率變化。

精度是信號(hào)源的輸出頻率與設(shè)定頻率的接近程度。

切換速度指的是輸出穩(wěn)定到所需頻率的快慢程度。

圖 1-4. 具有頻率和幅度讀數(shù)的頻譜分析。

功率

功率技術(shù)指標(biāo)包括范圍、分辨率和切換速度。

范圍指信號(hào)發(fā)生器的大和小輸出功率之間的差。信號(hào)發(fā)生器的輸出衰減器的設(shè) 計(jì)決定了它的范圍是多大。輸出衰減器允許信號(hào)發(fā)生器輸出極小的信號(hào)，用來測(cè)試 接收機(jī)的靈敏度。

信號(hào)源的分辨率表示可能的小功率增量。

切換速度衡量的是信號(hào)源從一個(gè)功率電平變換到下一個(gè)功率電平的快慢程度。

圖 1-5. 功率輸出范圍和輸出精度示意圖。

頻譜純度

頻譜純度技術(shù)指標(biāo)包括相位噪聲、雜散和諧波性能。

頻譜純度指的是輸出信號(hào)的理想程度。完美的信號(hào)發(fā)生器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)單一頻率的 正弦波，沒有噪聲的存在。然而，信號(hào)發(fā)生器由非理想元器件制成，因此會(huì)產(chǎn)生 噪聲和失真。

相位噪聲是正弦波中隨機(jī)頻率波動(dòng)的結(jié)果，通常是由系統(tǒng)中不完美的振蕩器引起。

雜散是非隨機(jī)的或確定性的信號(hào)，它是在混合和分割信號(hào)以獲得載波頻率時(shí)造成 的。這些信號(hào)可能與載波存在和諧或不和諧的關(guān)系。

圖 1-6. 信號(hào)純度測(cè)量。

諧波是在基頻的整數(shù)倍處出現(xiàn)的雜散。諧波雜散是由信號(hào)發(fā)生器中所用元器件的非線性特征引起的。倍頻器是產(chǎn)生大范圍頻率和輸出功率所需用到的非線性組件。

次諧波是頻率低于基頻的雜散。信號(hào)源中用來擴(kuò)展頻率輸出的倍頻器是次諧波的主要來源。

圖 1-7. 雜散測(cè)量

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