信号发生器技术解析

一、定义与核心功能

信号发生器是一种能够产生特定电信号的电子仪器,其核心功能包括:

  1. 波形生成:输出标准波形(正弦波、方波、三角波等)或用户自定义波形。
  2. 参数控制:精确调节频率、幅度、相位、占空比等信号特性。
  3. 调制功能:支持AM/FM/PM、IQ调制、脉冲调制等复杂信号合成。
  4. 同步与触发:提供参考时钟输出,支持外部触发与信号同步。

二、核心结构组成

三、主要类型与典型应用

四、关键性能参数

1.频率特性

频率范围:DC~44GHz(高端射频型号如R&S SMA100B)。

频率分辨率:≤1μHz(基于DDS技术)。

频率精度:±0.1ppm(恒温晶振OCXO)。

2.输出特性

幅度范围:1mVpp~20Vpp(50Ω负载)。

幅度精度:±(0.5%设定值 + 1mV)(如Keysight 33600A)。

谐波失真:<-60dBc(高端型号如Tektronix AFG31000)。

3.调制能力

AM调制深度:0~120%(如R&S SMBV100B)。

IQ带宽:≥1GHz(5G NR信号生成)。

脉冲调制:上升时间<5ns,占空比0.1%~99.9%。

五、应用场景与案例

1.通信系统测试

5G NR信号生成:

生成3GPP 38.211标准波形(如100MHz载波,子载波间隔30kHz)。

支持256QAM调制,EVM(误差矢量幅度)<1%。

雷达信号模拟:线性调频(LFM)脉冲,带宽1GHz,脉宽10μs。

2.半导体验证

ADC/DAC测试:生成高纯度正弦波(SFDR>90dB),测试ENOB(有效位数)。

功率器件开关测试:高压脉冲(±200V,上升时间10ns)驱动MOSFET栅极。

3.医疗设备开发

ECG信号仿真:自定义心律波形(如房颤、室颤),幅度0.1mV~5mV。

超声探头激励:高频脉冲(5MHz~20MHz),占空比0.1%。