高頻信號發生器

如何挑選一款高頻信號發生器

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發表時間:2021-11-30 11:15作者:同步天下來源:原創


高頻信號發生器是一種能產生信號源的儀器,又稱信號源是一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號的設備。本文我們主要來討論一下高頻信號發生器的工作原理及挑選時的注意事項。

1、信號發生器分類

從輸出信號的頻率范圍劃分種類有超低頻率信號發生器、低頻信號發生器、視頻信號發生器、高頻信號發生器和超高頻信號發生器等。

另外一方面如果我們從輸出波形來劃分,有正弦信號發生器、方波信號發生器、函數信號發生器等種類。

高頻信號發生器也可以稱之為射頻信號發生器,輸出的信號頻率范圍一般是在10μHz~250MHz,當然最高可以輸出頻率30GHz。廣泛應用在高頻電路測試中。為了測試通信設備,這種儀器具有一種或一種以上的組合調制(包括正弦調幅、正弦調頻以及脈沖調制)功能。其輸出信號的頻率、電平、調制度可在一定范圍內調節并能準確讀數。

高頻信號發生器工作原理

信號發生器在測量各種電信系統或電信設備的振幅特性、頻率特性、傳輸特性及其它電參數時,以及測量元器件的特性與參數時,用作測試的信號源或激勵源。

信號發生器可以方便地模擬各種情況下不同特性的信號,用來代替前端電路的實際信號,為后端電路提供一個理想信號。在電路測試中,可以通過測量、對比輸入和輸出信號,來判斷信號處理電路的功能和特性是否達到設計要求。高精度的信號發生器在計量和校準領域也可以作為標準信號源(參考源),待校準儀器以參考源為標準進行調校。信號發生器可廣泛應用在電子研發、維修、測量、校準等領域。

高頻信號發生器是由振蕩器、頻率合成單元、電平控制單元、調制級、輸出級、衰減器、監測級和電源等部分組成的綜合性電子儀器,其基本功能是提供正弦波信號和調制波信號,廣泛應用在生產、科研、計量等部門。

主振級電路產生具有一定頻率范圍的高頻正弦信號,該信號作為高載波送人調制級進行幅度調制和放大。高頻信號發生器的主振級通常采用震蕩頻率連續可調的LC振蕩器,按照反饋方式的不同,LC振蕩器又分為變壓器反饋式、電感三點式及電容三點式等類型。

LC振蕩器的工作頻率為1/,調節振蕩器回路中電感元件的自感系數L可選擇頻段,在選定的頻段內,改變振蕩回路的電容C可連續調整振蕩器輸出信號頻率。隨著帶寬技術和倍頻、分頻數字電路技術的發展,寬帶放大器、寬帶調制器及濾波器替代了傳統的振蕩器,省去了多聯可變電容等元件,提高了振蕩器的可靠性、穩定性和調幅特性。

緩沖級主要起阻抗變換作用,用來隔離調制級與主振級,保證主振級工作穩定。振蕩器信號經緩沖級輸出到調制級,進行幅度調制和放大后輸出,并保證一定的輸出電平調節范圍及輸出阻抗。

高頻信號發生器的信號調制方式主要包括:調頻、調幅和脈沖調制,其調制信號源可選擇使用內部調制振蕩器提供的音頻正弦調制信號,也可以使用外調制信號。調幅是在保證載波信號的頻率計相位固定在不變的情況下,使其幅度按照給定規律變化的過程,調幅方式主要用于高頻段。調頻是在保持載波信號幅度不變的情況下,使其頻率按規規律變化的過程,主要用于甚高頻和超高頻。調試方式具有較高的抗干擾能力和較高的效率。信號占用的頻帶較寬。脈沖調制主要用于微波信號發生器中。

高頻信號發生器的輸出級用于對調制信號進行放大和濾波,在此基礎上通過衰減器對輸出電平進行較大范圍的調節和輸出阻抗的變換,以適應各種不同的需要。高頻信號發生器應工作于阻抗匹配狀態,其輸出阻抗常見為50W或75W若信號源與負載之間阻抗不匹配,則不僅影響衰減系數,還可能影響前級電路的正常工作,降低信號發生器的輸出功率或在輸出電纜中出現駐波、高頻信號輸出電平的調節要由衰減器完成,衰減器主要包括:細調衰減器、步級衰減器和分壓電纜。


如何挑選一款高頻信號發生器

3、挑選高頻信號發生器的注意事項

(1)采樣速率,采樣率通常用每秒百萬樣點或每秒千兆樣點表示,指明了儀器可以運行的最大時鐘速率或采樣率。采樣率影響著主要輸出信號的頻率。一般來說,您應該選擇采樣頻率是生成的信號最高頻譜頻率成分兩倍的儀器,以保證準確地復現信號。最大采樣率還決定著可以用來創建波形的最小時間增量。

最大采樣率還決定著可以用來創建波形的最小時間增量。

垂直分辨率

垂直分辨率。垂直分辨率與儀器DAC的二進制字長度有關,用位數表示,位數越多,分辨率越高。DAC的垂直分辨率決定著復現的波形的幅度精度和失真。

盡管越高越好,但大多數任意波形儀器都會有一個整體折衷,因為分辨率越高,采樣率越低。

內部時基的選擇

建議選擇的時候優先選擇高準確度的恒溫晶振。內部恒溫晶振秒穩定度和老化率都是指標也是越高越好,秒穩定度代表內置晶振穩定性,老化率代表晶振隨著時間延長準確度變差的速度;

(4)是否有外參考輸入功能

有些時間檢定儀廠家是沒有設計外參考輸入功能的,這個功能對于需要更高精度的測試是非常必要的,秒表檢定儀可以借助外參考源的高準確度大幅度提高測量精度,比如使用外部銣原子鐘或者銫鐘作為參考,因此優先選擇帶有外參考的秒表檢定儀。

(5)高頻信號發生器是否有大尺寸觸摸屏設計

一臺測試儀器具有大的觸摸屏設計將會使測試工作簡單易上手,所見即所得,盡量選擇大尺寸的觸摸屏,國內一般廠家只有非觸摸屏以及比較小的顯示屏,盡量選擇7寸以上觸摸屏測量儀,顯示及操作都是和使用手機一樣便捷。

SYN5651型高頻信號發生器是一款按照《JJG 173-2003信號發生器檢定規程》和《JJG 502-2017合成信號發生器檢定規程》研發生產的高性價比射頻微波信號發生儀器。最高30GHz頻率輸出;支持網口LAN/USB/串口RS232C等多種通信方式。內部時基為高精度恒溫晶振頻率準確度≤3E-8(出廠設置頻率偏差),秒穩定度 ≤3E-11/s,老化率 ≤5E-10/日,≤5E-8/年。7寸大觸摸屏可以輸入外參考10MHz信號。

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