信号发生器(Signal generator)是一种用于产生各种形式信号的电子仪器,通常包括波形发生器、函数发生器、频率发生器等。信号发生器可用于各种实验室测量,例如RF收发器测试、调制解调器测试、数字信号处理系统测试、音频设备测试等。
信号发生器的输出信号类型、输出频率、输出电平、失真程度、调制方式等参数均可调整,以满足不同实验的需求。信号发生器广泛应用于电气、电子、通信、仪表、计量等领域,是研究和开发电子设备的重要工具之一。
信号发生器的主要功能之一是产生各种形式的输出波形。根据波形特征,可将信号发生器的输出波形分为以下几类:
1. 正弦波:在时间上呈现出正弦函数形态,是代表频率的标准波形。
2. 方波:在时间上呈现出矩形波形,包含多个谐波分量,用于检验数字逻辑电路性能。
3. 脉冲波:在时间上呈现出矩形或三角形波形,可用于测试数字电路中的触发器、计数器等电路的性能。脉冲波也用于通信信号的调制。
4. 三角波:在时间上呈现出三角形波形,反映输出信号的变化速率,适用于通信系统的FM调制。
5. 噪声信号:呈现出随机、不规则、宽频带的波形,可用于测试通信系统的抗干扰能力。
信号发生器还可用于产生各种形式的调制信号,调制信号是在一个载波信号中加入非周期性的载波信号,以实现信息传输。常见的调制方式有:
1. 幅度调制(AM):在频率不变的情况下,通过改变载波信号的振幅来传递信息。广播电台就是使用AM调制方式的。
2. 频率调制(FM):在振幅不变的情况下,通过改变载波信号的频率来传递信息。收音机就是使用FM调制方式的。
3. 相位调制(PM):在振幅和频率不变的情况下,通过改变载波信号的相位来传递信息。通常用于数字信号的传输。
信号发生器的频率范围是指其可输出信号的频率范围。不同类型的信号发生器频率范围不同,例如RF信号发生器一般频率范围在几千赫兹到几吉赫兹之间,而音频信号发生器的频率范围则一般在几赫兹到几万赫兹之间。
除了频率范围,信号发生器还需要提供精确的频率分辨率和频率稳定性。频率分辨率是指最小可调频率单位,例如1赫兹或0.1Hz。频率稳定性是指输出信号的稳定度,即输出频率变化的最小值。频率分辨率和频率稳定性对于实验测量和产线检验非常重要。