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信号发生器的基本原理
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信号发生器使用攻略
信号发生器的基本原理
现代信号发生器的结构非常复杂，
与
早期的简易信号发生器天差地别，
但总体基本结构
功能单元还是
类似的。信号发生器的主要部件有频率产生单元、调制单元、缓冲放大单元、
衰减输出单
元、
显示单元、控制单元。早期的信号发生器都采用模拟电路，
现代信号发生器
越来越多地使用数字电路或单片机控制，内部电路结构上有了很大的变化
。
频率
产生单元是信号发生器的基础和核心。早期的高频信号发生器采用模拟电路
LC
振
荡器，低频信号发生器则较多采用文氏电桥振荡器和
< br>RC
移相振荡器。由于早期没有频率合
成技术，所以上述
LC
、
RC
振
荡器优点是结构简单，可以产生连续变化的频率，缺点是频率
稳定度不够高。
早期产品为了提高信号发生器频率稳定度，
在可变电容的精密调节方面下了
很多功夫，
不少产品都设计了精密的传动机构和指示机构，
所以很多早期的高级信号发生器
体积大、重量重。后来，人们发现采
用石英晶体构成振荡电路，产生的频率稳定，但是石英
晶体的频率是固定的，
在没有频率合成的技术条件下，
只能做成固定频率信号发生器。
之后
也出现过压控振荡器，虽然频率稳定度比
LC
振荡器好些，但依然不够理想，不过压控振荡
器摆脱了
LC
振荡器的机械结构，可以大大缩减仪器的体积，同时电路不太复杂，
成本也不
高。现在一些低端的函数信号发生器依然采用这种方式。
随着
PLL
锁相环频率合成器电路的兴起，
高档信号发生器纷纷采用
频率合成技术，
其优
点是频率输出稳定（频率合成器的参考基准
频率由石英晶体产生）
，频率可以步进调节，频
率显示机构可以
用数字化显示或者直接设置。
早期的高精度信号发生器为了得到较小的频率
步进，
将锁相环做得非常复杂，
成本很高，体积和重
量都很大。目前的中高端信号发生器采
用了更先进的
DDS
频率直接合成技术，
具有频率输出稳定度高、
频率合成范围宽、
信号频谱
纯净度高等优点。由于
DDS
芯片高度集成化，所以信号发生器的体积很小。
信号发生器的工作频率范围
、频率稳定度、频率设置精度、相位噪声、
信号频谱纯度都
与频
率产生单元有关，也是信号发生器性能的重要指标。
信号发生器的一大特性就是可以操控仪器输出信号的幅度，<
/p>
信号通过特定组合衰减量的
衰减器达到预定的输出幅度。
早期的衰减器是机械式的，
通过刻度来读取衰减量或输出幅度。
现代中高档信号发生器的衰减器单元由单片机控制继电器来切换，
向电子
芯片化过渡，
衰减
单元的衰减步进量不断缩小，
精度相应提高。
大频率范围的高精度衰减器和高精度信号输出
< br>属于高科技技术，
这也是国内很少有企业能制造高端信号发生器的原因之一。
信号发生器的
信号输出范围和输出电平的精度和准确度也是标志信号
发生器性能的重要指标。
信号发生器的分类与用途
信号发生器按传统工作频段分类，
有
超低频信号发生器、
低频信号发生器、
高频信号发
生器、微波信号发生器。
超低频信号发生器一般是指工作频率下潜到
< br>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
100
kHz
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。
随着频率合成技术和电路的发展，
很多信号发生器都可提供更大的频率覆盖范围，
一机
多能，频段的划分渐渐成为一个模糊的观念。例如常用的
Agilent
33250A
函数发生器就可
以工作在
1
μ
Hz
～
8
0MHz
的范围，包含传统的超低频、低频、音频和
HF
频段。
信号发生器的品牌
目前，国内高端信号发生器以美国
A
gilent
（安捷伦）和德国
Rohde&Schwarz<
/p>
（罗德与
施瓦茨）品牌产品为主。此外，
Tektronix
（泰克）
、
Aer
oflex-IFR
和日本
ANRITSU
（安立）
的信号发生器也很好。
国内高档函数信号发生器用
得比较多的是
Agilent
33210A
< br>和
33220A
，
高端一些的产
品是
Agilent
33250A
。高频（射频）信号发生器主要是
Agilent
E4428C
和罗
德与施瓦茨的
SMC
100A
。
SMC100A
一改以往高精度信号
源笨重、占地大的形象，在同级别产品中可以用“轻巧”
二字形容。
国产信号发生器中，
普源
RIGOL
和盛普，
以及中国台湾老品牌固纬，
都是有很好口碑的
产品，扬中科
泰的产品也不错。普源的
DG1022
是一款普及型的中档函数
信号发生器，设计
理念先进，外观时尚，具有很好的性价比，
D
G1022
售价只有国际品牌同类产品的
20%
左右，
完全适合普通研发和维修以及教学使用。
信号发生器的选购
选购信号发生器，
首先要考虑的是信
号源的类型要适合应用的需要。
对于业余无线电爱
好者，
如果主要用于调测对讲机灵敏度，
就需要高频信号发生器，
如果主要用于普通电器维
修和基础电路实验，
则普
通函数信号发生器更为适合。
对于维修电视机的朋友，
则需要电
视
信号发生器，
调频立体声信号源适合维修收音机之用。
如果你需要用于数字信号测试，
那么
矢量信号
源更适合你。
< br>其次，信号发生器的频率覆盖范围和调制模式以及信号输出幅度都要满足应用的需要。
调
FM
对讲机的灵敏度一般要求信号发生器具备调频信号调
制，频率覆盖对讲机工作频段，
信号发生器的信号输出幅度最小不大于
< br>-120dBm
，能达到
-127dBm
则更好。
再次，
所选的信号发生器的价格应该在自己的预算范围之内，
中高档的信号发生器都属
于高价值仪器，
高档的信号发
生器性能卓越，
使用也顺手，但如果没有足够的预算，则只能
对
它敬而远之。
高端的仪器除了性能指标有保障外，
在一定程度上
能够为你的实验室“撑场
面”，增加懂行的客户对你提供测试结果的信任度，也代表测试
机构的实力。
< br>最后，
购买高价值仪器售后服务和维修保障也很重要，
有
的产品包含不同年限的保修报
价是不一样的，购买时不能只贪图便宜。
< br>
函数信号发生器的原理图及设计
函数信号发生器的原理图及设计
序言：
随着大规模集成电路的迅速发展，函数发生器的应用也逐渐广
泛起来。函数信号发生器（函数信号发
生器的使用）是一种在科研和生产中经常用到的基
本波形产生器，一般可以分为模拟与数字信号发生器两
种。目前，国内生产的多功能函数
信号发生器大多是基于
5G8038
芯片的，其功能与国外的<
/p>
ICL8038
芯片功
能相同。它的各种
信号频率可以通过调节外接电阻和电容的参数值进行调节，为快速而准确地实现函数信
号
发生器提供了极大的方便。那么，函数信号发生器的原理图的设计方案是什么呢
?
本文基于
ICL8038
芯片
简单介绍了函数信号发生器的几个核心电路原理图。
下图所示为函数信号发生器核心电路原理图（函数信号发生器
设计）
，
函数信号发生器核心电路原理图
函数信号发生器显示电路方案
ICL7107
< br>是一块应用非常广泛的集成电路。它包含
3 1/2
位数
字
A/D
转换器，可直接驱动
LED<
/p>
数码管，
内部设有参考电压、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动
、自动调零功能等。这里我们介绍一种它的典型
应用电路
--<
/p>
数字电压表的制作。其电路如图。
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