中心議題：

• 信號發生器的基本原理
• 信號發生器的分類和作用
• 信號源的主要技術指標
• 信號發生器的使用與測量單位
• 信號發生器實戰問題解答

相關性閱讀：
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信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)用(yong)來(lai)產(chan)生(sheng)振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao)，且(qie)信(xin)號(hao)的(de)特(te)征(zheng)參(can)數(shu)完(wan)全(quan)可(ke)控(kong)
，可(ke)方(fang)便(bian)地(di)模(mo)擬(ni)各(ge)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)不(bu)同(tong)特(te)性(xing)的(de)信(xin)號(hao)，對(dui)於(yu)產(chan)品(pin)研(yan)發(fa)和(he)電(dian)路(lu)實(shi)驗(yan)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)電(dian)子(zi)研(yan)發(fa)、維修
、測量、校準等領域，是電子工程師信號仿真實驗的最佳工具。本講從信號發生器的原理、分(fen)類(lei)與(yu)用(yong)途(tu)等(deng)基(ji)本(ben)知(zhi)識(shi)入(ru)手(shou)，詳(xiang)細(xi)介(jie)紹(shao)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)與(yu)測(ce)量(liang)單(dan)位(wei)，並(bing)搜(sou)羅(luo)廣(guang)大(da)工(gong)程(cheng)師(shi)對(dui)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)實(shi)戰(zhan)疑(yi)難(nan)問(wen)題(ti)解(jie)答(da)，以(yi)幫(bang)助(zhu)工(gong)程(cheng)師(shi)深(shen)層(ceng)次(ci)的(de)了(le)解(jie)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)，更(geng)好(hao)的(de)發(fa)揮(hui)其(qi)作(zuo)用(yong)，為(wei)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)、真實的測試
，保證研發和測試過程的順利。

信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)信(xin)號(hao)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)常(chang)常(chang)用(yong)來(lai)代(dai)替(ti)前(qian)端(duan)電(dian)路(lu)的(de)實(shi)際(ji)信(xin)號(hao)，為(wei)後(hou)端(duan)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)理(li)想(xiang)信(xin)號(hao)。在(zai)電(dian)路(lu)測(ce)試(shi)中(zhong)
，我(wo)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)
、duibishuruheshuchuxinhao，laipanduanxinhaochulidianludegongnenghetexingshifoudadaoshejiyaoqiu。gaojingdudexinhaofashengqizaijilianghexiaozhunlingyuyekeyizuoweibiaozhunxinhaoyuan（參考源），待校準儀器以參考源為標準進行調校。

現代信號發生器的結構非常複雜，與早期的簡易信號發生器天差地別，但總體基本結構功能單元還是類似的。

信號發生器的基本原理

信號發生器的主要部件有頻率產生單元、調製單元、緩衝放大單元、衰減輸出單元
、顯示單元
、控製單元。

主(zhu)振(zhen)級(ji)產(chan)生(sheng)低(di)頻(pin)正(zheng)弦(xian)振(zhen)蕩(dang)信(xin)號(hao)
，經(jing)電(dian)壓(ya)放(fang)大(da)器(qi)放(fang)大(da)，達(da)到(dao)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)幅(fu)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)，經(jing)輸(shu)出(chu)衰(shuai)減(jian)器(qi)可(ke)直(zhi)接(jie)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)
，用(yong)主(zhu)振(zhen)輸(shu)出(chu)調(tiao)節(jie)電(dian)位(wei)器(qi)調(tiao)節(jie)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的(de)大(da)小(xiao)。

早期的信號發生器都采用模擬電路
，現代信號發生器越來越多地使用數字電路或單片機控製，內部電路結構上有了很大的變化。

信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)一(yi)大(da)特(te)性(xing)就(jiu)是(shi)可(ke)以(yi)操(cao)控(kong)儀(yi)器(qi)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)，信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)特(te)定(ding)組(zu)合(he)衰(shuai)減(jian)量(liang)的(de)衰(shuai)減(jian)器(qi)達(da)到(dao)預(yu)定(ding)的(de)輸(shu)出(chu)幅(fu)度(du)。早(zao)期(qi)的(de)衰(shuai)減(jian)器(qi)是(shi)機(ji)械(xie)式(shi)的(de)，通(tong)過(guo)刻(ke)度(du)來(lai)讀(du)取(qu)衰(shuai)減(jian)量(liang)或(huo)輸(shu)出(chu)幅(fu)度(du)。現(xian)代(dai)中(zhong)高(gao)檔(dang)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)衰(shuai)減(jian)器(qi)單(dan)元(yuan)由(you)單(dan)片(pian)機(ji)控(kong)製(zhi)繼(ji)電(dian)器(qi)來(lai)切(qie)換(huan)
，向(xiang)電(dian)子(zi)芯(xin)片(pian)化(hua)過(guo)渡(du)，衰(shuai)減(jian)單(dan)元(yuan)的(de)衰(shuai)減(jian)步(bu)進(jin)量(liang)不(bu)斷(duan)縮(suo)小(xiao)，精(jing)度(du)相(xiang)應(ying)提(ti)高(gao)。

信號發生器的分類和作用

信號發生器按照產生信號類型可以分為正弦信號發生器、函數信號發生器

、脈衝信號發生器、隨機信號發生器
、zhuanyongxinhaofashengqi。zhengxianxinhaofashengqitigongzuijibendezhengxianboxinhao，keyizuoweicankaopinlvhecankaofuduxinhao
，yongyuzengyihelingmindudeceliangyijiyiqidexiaozhun。changjiandegaopinxinhaofashengqihebiaozhunxinhaofashengqidoushuyucilei。hanshuxinhaofashengqikeyichanshenggezhonghanshuboxingxinhao，dianxingdeyoufangbo、正弦波、三角波、鋸齒波、脈衝等。函數信號發生器一般工作頻率不高，頻率上限在幾兆赫到一二十兆赫，頻率下限很低，大多可以低於0.1Hz。函數信號發生器用途非常廣泛，科學實驗、產品研發
、生產維修、IC芯xin片pian測ce試shi中zhong都dou能neng見jian到dao它ta的de身shen影ying。脈mai衝chong信xin號hao發fa生sheng器qi和he隨sui機ji信xin號hao發fa生sheng器qi多duo用yong於yu專zhuan業ye場chang合he。專zhuan用yong信xin號hao發fa生sheng器qi是shi產chan生sheng特te定ding製zhi式shi信xin號hao的de專zhuan用yong儀yi器qi，如ru常chang見jian的de電dian視shi信xin號hao發fa生sheng器qi
、立體聲信號發生器等。

信號發生器按傳統工作頻段分類，有超低頻信號發生器、低頻信號發生器、高頻信號發生器、微波信號發生器。超低頻信號發生器一般用於專業上的特殊用途
；低頻信號發生器多用於音頻領域
；高頻信號發生器多用於通信和測量領域

；微波信號發生器多用於雷達領域。

信號發生器按頻率產生機製，分有LC振蕩器信號發生器
、壓控振蕩信號發生器
、頻率合成信號發生器
；信號發生器按功率輸出，可以分為簡易信號發生器
、標準信號發生器、功率信號發生器
；高端信號發生器有矢量信號源
、基帶信號源，主要應用在航空、國防等尖端領域，價格也非常昂貴。

關於信號發生器分類和作用的詳情介紹，請參考：
信號發生器的分類與用途
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80011196
信號發生器的種類和差數
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80009894

信號源的主要技術指標

信號源的主要技術指標傳統函數發生器的主要指標和新近研發的任意波形發生器的主要指標有一些不同，我們這裏分開介紹。

（一）普通函數發生器的主要指標：
帶寬（輸出頻率範圍）：yiqidedaikuanshizhimonidaikuan，yucaiyangsulvdengwuguan
，xinhaoyuandedaikuanshizhixinhaodeshuchupinlvdefanwei
，bingqieyibanlaijiangxinhaoyuanshuchudezhengxianbohefangbodepinlvfanweibuyizhi。

頻率（定時）分辨率：頻率分辨率
，即最小可調頻率分辨率，也就是創建波形時可以使用的最小時間增量。[page]
頻率準確度：信號源顯示的頻率值與真值之間的偏差
，通常用相對誤差表示，低檔信號源的頻率準確度隻有1%
，而采用內部高穩定晶體振蕩器的頻率準確度可以達到108～1010。

頻率穩定度：頻pin率lv穩wen定ding度du是shi指zhi外wai界jie環huan境jing不bu變bian的de情qing況kuang下xia
，在zai規gui定ding時shi間jian內nei，信xin號hao發fa生sheng器qi輸shu出chu頻pin率lv相xiang對dui於yu設she置zhi讀du數shu的de偏pian差cha值zhi的de大da小xiao。頻pin率lv穩wen定ding度du一yi般ban分fen為wei長chang期qi頻pin率lv穩wen定ding度du（長穩）和短期頻率穩定度（短穩）。其中，短期頻率穩定度是指經過預熱後
，15分鍾內，信號頻率所發生的最大變化；長期頻率穩定度是指信號源經過預熱時間後，信號頻率在任意三小時內所發生的最大變化。

輸出阻抗：信號源的輸出阻抗是指從輸出端看去
，信號源的等效阻抗。例如，低頻信號發生器的輸出阻抗通常為600Ω，高頻信號發生器通常隻有50Ω
，電視信號發生器通常為75Ω。

輸出電平範圍：shuchufuduyibanyoudianyahuozhefenbeibiaoshi，zhishuchuxinhaofududeyouxiaofanwei。lingwai，xinhaofashengqideshuchufududushudingyiweishuchuzukangpipeidetiaojianxia

，suoyibixuzhuyishuchuzukangpipeidewenti。

（二）任意波發生器的主要指標：
取樣（或采樣）速率：quyangsulvtongchangyongmeimiaozhaoyangdianhuozheqianzhaoyangdianbiaoshi，biaomingleyiqikeyiyunxingdezuidashizhonghuoquyangsulv。quyangsulvyingxiangzhezhuyaoshuchuxinhaodepinlvhebaozhendu。naikuisitequyangdingliguiding，quyangpinlvhuoshizhongsulvbixuzhishaoshishengchengdexinhaozhongzuigaopinpuchengfendeliangbei，yibaozhengjingquedefuxian。

存儲深度（記錄長度）：存儲深度是指用來記錄波形的數據點數，它決定著波形數據的最大樣點數量（相當於時間）。

每(mei)個(ge)波(bo)形(xing)樣(yang)點(dian)占(zhan)用(yong)一(yi)個(ge)存(cun)儲(chu)器(qi)位(wei)置(zhi)
，每(mei)個(ge)位(wei)置(zhi)等(deng)於(yu)當(dang)前(qian)時(shi)鍾(zhong)頻(pin)率(lv)下(xia)取(qu)樣(yang)間(jian)隔(ge)時(shi)間(jian)。任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)帶(dai)寬(kuan)是(shi)由(you)任(ren)意(yi)波(bo)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)取(qu)樣(yang)速(su)率(lv)和(he)存(cun)儲(chu)深(shen)度(du)決(jue)定(ding)的(de)。垂(chui)直(zhi)（幅度）fenbianlvxinhaoyuandechuizhifenbianlvshizhixinhaoyuanzhongkeyibianchengdezuixiaodianyazengliang，yejiushiyiqishumozhuanhuanqideerjinzhizikuandu
，danweiweiwei，taguidingleboxingdefudujingdu。zaihunhexinhaoyuanzhong，chuizhifenbianlvyuyiqiDAC的二進製字長度有關，位越多
，分辨率就越高。

信號源的主要功能

一台功能較強的信號源，還有信號調製、頻率掃描、TTL同步輸出、參考時鍾輸出、Burst及頻率計信號調製功能。

信號調製：是指被調製信號中，幅度
、相位或頻率變化把低頻信息嵌入到高頻的載波信號中，得到的信號可以傳送從語音、到數據、到視頻的任何信號。信號調製可分為模擬調製和數字調製兩種，其中模擬調製，如幅度調製（AM）和頻率調製（FM）最常用於廣播通信中，而數字調製基於兩種狀態，允許信號表示二進製數據。

頻率掃描功能：測量電子設備的頻率特點要求“掃描”正弦波，其會在一段時間內改變頻率。一般分成線性（Lin）掃頻及對數（Log）掃頻；高級信號發生器支持掃頻功能，而且可以選擇開始頻率、保持頻率、停止頻率和相關時間，有些信號發生器還提供與掃頻同步的觸發信號。

TTL同步輸出功能：一般信號源輸出的TTL同步信號是方波經三極管電路轉成的
，電平為0（Low）、3.6～5V（High）。主要用來同步其他信號源，或其他類型的儀器
，以保證觸發同步。

參考時鍾輸出功能：TTL同(tong)步(bu)輸(shu)出(chu)隻(zhi)能(neng)保(bao)證(zheng)觸(chu)發(fa)同(tong)步(bu)，要(yao)想(xiang)使(shi)信(xin)號(hao)源(yuan)完(wan)全(quan)同(tong)步(bu)就(jiu)要(yao)讓(rang)時(shi)鍾(zhong)同(tong)步(bu)，參(can)考(kao)時(shi)鍾(zhong)輸(shu)出(chu)就(jiu)是(shi)為(wei)了(le)讓(rang)兩(liang)台(tai)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)時(shi)鍾(zhong)同(tong)步(bu)而(er)設(she)計(ji)的(de)，一(yi)般(ban)參(can)考(kao)時(shi)鍾(zhong)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)較(jiao)穩(wen)定(ding)的(de)方(fang)波(bo)信(xin)號(hao)。

Burst功能：類似OneShot功能
，輸入一個TTL信號，則可讓信號源產生一個周期的信號輸出
，設計方式是在沒有信號輸入時

，輸出接地即可。

頻率計：除市場上簡易的刻度盤顯示之外
，無論是LED數碼管或LCD液晶顯示頻率，其與頻率計電路是重疊的。

信號發生器的使用與測量單位

普通標準信號發生器使用比較簡單
，首先是設置工作頻率
，高頻信號發生器一般采用“MHz”作單位，工作頻率較低的信號發生器，如函數信號發生器，也有以“kHz”作單位的。其次是選擇調製方式或波形，就是選擇AM還是FM
，或者選擇正弦波還是方波
，再次按需設定調製頻率

，最後設定信號輸出幅度。

信號發生器的信號輸出幅度有多種表示單位，有電壓單位V、mV
、μV（也可以用dB表示為dBμV和dB mV），功率單位dBm。tamenzhijiandehuansuankeyitongguozhabiaohuozhejisuanqiude。xianzaihenduozhonggaodangxinhaofashengqishuchufudushedingdedanweishikeyixuanzede
，fangbianyonghuyingyong。yibandabufenduijiangjishuomingshuzhongbiaochenglingmindudedanweishiμV（微伏），而很多信號發生器和綜合測試儀常用dBm作為測量單位。

yeyudiantaiaihaozhezaishiyongxinhaofashengqitiaoceduijiangjishi，qiejibuyaoshiduijiangjiwufashe
，youdexinhaofashengqimeiyoufanxianggonglvshurubaohu，huozhefanxiangshurubaohuchengshougonglvyouxian，jirongyidaozhixinhaofashengqineibushuaijianqisunhuai，daozhixinhaoshuchudianpingbuzhun。baohuxinhaofashengqidetubanfashizaixinhaoyuanshuchukouanzhuang20～30dB的de衰shuai減jian器qi
，這zhe樣yang可ke以yi將jiang對dui講jiang機ji誤wu發fa射she時shi對dui信xin號hao發fa生sheng器qi造zao成cheng的de影ying響xiang降jiang到dao最zui小xiao，適shi合he在zai非fei精jing密mi測ce量liang要yao求qiu下xia使shi用yong。安an裝zhuang衰shuai減jian器qi後hou，隻zhi要yao將jiang信xin號hao發fa生sheng器qi輸shu出chu信xin號hao幅fu度du讀du數shu減jian去qu衰shuai減jian器qi衰shuai減jian量liang即ji可ke
，多duo了le一yi個ge簡jian單dan的de數shu學xue運yun算suan而er已yi。

關於信號發生器使用的詳情介紹，請參考：
信號發生器使用攻略
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80011184
函數信號發生器使用方法
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80011187
如何為應用選擇合適的信號源
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80011201

在使用信號發生器進行信號仿真實驗時，往往會碰到一些問題，下麵搜羅工程師在信號發生器實戰過程中最常提出的問題進行解答。[page]
信號發生器實戰問題解答

1函數信號發生器能否用主信號端產生TTL信號（不是用TTL輸出端）

？

答：可以。
1）將主信號端的波形設置為“方波”；
2）將輸出信號的幅度低電平設置為0V，高電平設置為3.3V（如果你要5VTTL就設置為5V)；
這樣輸出就是TTL信號了，不過以上方法隻能輸出簡單的時鍾，或通過任意波的方式輸出某種碼型的周期數字信號。

2把電壓表接入信號發生器兩端，當改變頻率時，為什麼電壓表的示數會改變？

答：很hen可ke能neng是shi因yin為wei電dian壓ya表biao對dui交jiao流liu頻pin率lv響xiang應ying不bu同tong造zao成cheng的de。一yi般ban的de萬wan用yong表biao或huo者zhe電dian壓ya表biao隻zhi能neng測ce量liang相xiang對dui較jiao低di頻pin率lv的de電dian壓ya信xin號hao
，即ji使shi是shi數shu字zi萬wan用yong表biao，能neng準zhun確que測ce量liang的de交jiao流liu頻pin率lv也ye僅jin有you幾ji百baiKHz
，所以當電路頻率改變，由於電壓表這樣的特性，造成了示數改變，如果要測量交流信號的頻率，應該使用毫伏表。

3如何用信號發生器產生直流信號？

答：信號發生器都可以產生直流信號，有的在UTILITY裏麵設置
，有的在任意波裏麵設置，具體對應儀器型號。若真的沒有直流這個功能的，可以使用如下方法：輸出一個正弦信號
，頻率20K，幅度選到最小，直流偏置就設置為所要的直流電壓值
，這樣輸出的也基本可以看作一個直流信號。

4使用函數信號發生器及直流穩壓電源時應注意什麼?

答：使用函數信號發生器時要注意輸出的信號要由小到大
，緩慢調節。每次變換頻率及波形時，要把輸出信號關到最小處。 使用直流穩壓電源時應注意輸出的電壓及電流是否帶起負載並有一定的餘量，接線時注意正負極性不要短路

5需要一個峰-峰值100mv左右的正弦信號
，用信號發生器輸出的正弦波（波形很好），峰-峰值是1.2V用電阻分壓後產生100mv的電壓
，為什麼兩個電阻分壓後波形會有畸變
？

答：原因可能由如下幾方麵產生：測量問題
、信號發生器問題、阻抗匹配問題。其中，測量問題：示波器表筆阻抗是50歐姆還是10k歐姆。信號發生器問題：帶負載能力。阻抗匹配問題：gaopinduanchuanshuxinhaoxiangdangyushuiliumoxing，shuilongtou
，shuiguan，rongqirukoudecuxidaxiao

，fenbieduiyingyuan

，chuanshuxian

，fuzaidedianzudaxiaohezaigaopinshidedianronghediangandaxiao，zhelichengweizukang。zhiyoutamenyizhishicainenghenhaochuanshu
，fouzerushebohefanshebodiejia。boxinghuibiancha。

解決方案：改變阻抗。串接一個小電阻
，或電感

；或者信號放大後再分配；或用專門的功率分配器件。

6信號發生器接入負載後幅值為什麼會變化？

答：因為信號發生器使用的是負反饋，接入負載後，負反饋增加，使輸入減小
，所以幅值會減小。

7想(xiang)讓(rang)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)觸(chu)發(fa)一(yi)個(ge)超(chao)聲(sheng)波(bo)脈(mai)衝(chong)
，在(zai)超(chao)聲(sheng)波(bo)接(jie)收(shou)端(duan)收(shou)到(dao)信(xin)號(hao)後(hou)，再(zai)回(hui)傳(chuan)給(gei)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)，信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)收(shou)到(dao)後(hou)
，再(zai)發(fa)出(chu)一(yi)個(ge)脈(mai)衝(chong)觸(chu)發(fa)超(chao)聲(sheng)波(bo)……以此循環，直到100次後
，計算總時間
，這個跟示波器連起來測時間，可行嗎？

答：可以做到，使用信號源的外觸發功能，BURSTtiaozhidangemaichongxinhao
，zheyanggeiyigeqidongxinhaoyihou，xinhaoyuanfachuyigedanmaichongxinhaogeidianlu，dianlufankuiyigexinhaogeixinhaoyuandewaichufajiekou，xinhaoyuanchufahouzaifachuyige，rucixunhuan
，danshibunengzhinengjieshu
，guochengkeyishiyongshiboqi。danshixuyaozuoyigeshengdianzhuanhuanqi。