信号发生器原理(收音机信号发生器原理)

关于信号源的那些事情

在,为了测量某些电子设备的性能，通常需要向被测设备输入满足测量要求的某些信号。是一种用于产生符合特定技术要求的电信号的仪器。例如，为了测量,带宽，需要向示波器输入一组频率和幅度可调的正弦波，这需要一个信号源。信号发生器一般分为正弦信号发生器、函数发生器和任意波形发生器。

正弦信号发生器

正弦信号对线性系统频域分析的重要性使得正弦信号发生器得到了广泛的应用。用户对这种信号源的要求通常是频率范围宽、频率精度和稳定性高、频谱纯度高、相位噪声低。例如，通信系统测试所需的正弦信号发生器一般要求频率能够扩展到频带，并具有各种调制功能。正弦信号发生器的实现原理一般是锁相技术和频率合成技术。

低函数发生器

函数发生器是一种能够产生正弦波、方波和三角波的信号源。传统的函数发生器使用恒流源对电容进行充放电，电容两端的电压为三角波。如果把三角波送到比较器，就能产生方波。三角波也可以通过波形整形电路产生正弦波。通过改变电流和电容，可以调节信号频率。一般这种信号源可以输出低频，低频精度稳定。随着数字技术的发展。函数发生器的实现也逐渐从模拟进化到数字。

任意波形发生器

正弦信号发生器和函数发生器都只能产生规则信号。为了产生不规则信号，需要AWG(任意波形发生器)。AWG的基本设计思想是截取一个周期要重现的信号波形，均匀采样，保存在内存中。存储器中的波形数据依次读出，经DAC转换，再经过滤波，得到所需的波形。

从原理上讲，任意波形发生器和示波器都可以看作是一个相互作用的过程。示波器的ADC以一定的采样率将信号数字化后保存在采集存储器中；任意波形发生器的DAC以一定的采样率将存储在存储器中的波形数据恢复为模拟波形。两种仪器都受奈奎斯特定律约束，可以测量/输出的最高频率分量不超过ADC/DAC采样速率的一半。一般可以用示波器采集一个波形保存为文件，然后将波形文件导入任意波形发生器恢复模拟波形。在实际应用中，AWG使用的所有波形数据都不是通过真实采样获得的，通常是借助软件生成的。

根据实现架构，任意波形发生器分为以下两类：基于DDS的AWG，基于DDS的任意波形发生器；真任意波形发生器，简称真Arb。DDS信号发生器的信号保真度由输出频率、采样率和存储深度的关系决定。数据点可能被跳过或重复输出，内存中的波形数据无法分段；无论True Arb信号发生器的输出频率是多少，所有的波形数据点都是完全输出的。波形存储器可以分为几个段，每个段的波形可以单独输出。

评估任意波形发生器通常通过以下功能和性能来衡量

抽样率

即DAC时钟频率也是DDS参考时钟和内存输出时钟的频率。根据奈奎斯特定律，AWG能输出的最高频率分量不超过最大采样率的一半，采样时钟频率不能无限小，所以最小采样率也是一个重要指标

储存深度

可以存储的最大波形数据量

模拟带宽

AWG输出电路的截止频率点

输出频率范围

可以输出的最大频率受AWG输出电路的模拟带宽和采样率的限制。最小输出频率受存储深度和采样率的限制。

输出的最大振幅

最大电压

决议

即AWG能输出的最小电压。一般来说，用DAC位表示。位数越多，分辨率越高，输出幅度越小。

光谱纯度

通常用谐波失真和相位噪声来描述。

输出通道数

可以输出的信号数量。

调制能力

调制波形是否可以输出，支持的调制类型

波形编辑能力

AWG通常使用PC软件来生成和编辑波形。软件功能强大，不仅能产生标准的正弦波、方波、三角波等波形数据，还能产生更复杂的波形数据，如调制信号、叠加噪声、级联数字滤波器等

触发器

有些应用需要控制波形输出的开始时间，这就需要触发信号来开始波形输出。

同步

有些应用要求多个通道的输出信号是相干的，即采样时钟是同源的。