信號發(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 矢量信號發(fā)生器和分析儀。

外形：您需要的是臺式儀器還是模塊化儀器？

臺式是許多信號發(fā)生器的傳統(tǒng)外形。它是我們通常在工作臺和機(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。臺式信號發(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 系列射頻矢量信號發(fā)生器

另一種正在迅速普及的形式是 PXIe。PXIe 信號發(fā)生器的外形緊湊，因此通常用于需要 多個通道的應(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）的測試吞吐量。PXIe 信號發(fā)生器使用的應(yīng)用軟件與臺式信號發(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量一致性和兼容性。

模擬、矢量和捷變信號發(fā)生器

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

矢量信號發(fā)生器則是更新一代的信號發(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重要的屬性，特別是在制造測試中。捷變信號發(fā) 生器的初衷是提高速度。這類信號發(fā)生器能夠快速改變信號的頻率、幅度和相位。這一 功能非常適用于大批量的無線器件測試。

圖 1-3. 一個 32-QAM 調(diào)制信號。

關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)概覽

要為工作任務(wù)選擇合適的信號發(fā)生器，您需要對性能技術(shù)指標(biāo)有所了解。技術(shù)指標(biāo)代 表的是信號發(fā)生器的能力，其中關(guān)鍵的三點是頻率、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)定義的是信號發(fā)生器的范圍、分辨率、精度和切換速度。

范圍指的是信號發(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。

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

信號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源從一個功率電平變換到下一個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的理想程度。完美的信號發(fā)生器會產(chǎn)生一個單一頻率的 正弦波，沒有噪聲的存在。然而，信號發(fā)生器由非理想元器件制成，因此會產(chǎn)生 噪聲和失真。

相位噪聲是正弦波中隨機(jī)頻率波動的結(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，它是在混合和分割信號以獲得載波頻率時造成 的。這些信號可能與載波存在和諧或不和諧的關(guān)系。

圖 1-6. 信號純度測量。

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. 雜散測量

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