信号源的介绍
信号源是指收音头、高频头、录音卡座、录像卡座等器件。微机及辅助设备完成信号的提取、数模转换、数字信号处理等功能。信号源是雷达系统的重要组成部分。雷达系统常常要求信号源稳定、可靠、易于实现、具有预失真功能,信号的产生及信号参数的改变简单、灵活。
信号发生器又称信号源或振荡器,是用来产生各种电子信号的仪器,在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
凡是产生测试信号的仪器,统称为信号源,也称为信号发生器,它用于产生被测电路所需特定参数的电测试信号。
信号源是根据用户对其波形的命令来产生信号的电子仪器。信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在电子实验和测试处理中,并不测量任何参数,而是根据使用者的要求,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以达到测试的需要。
信号源的分类和作用
信号源有很多种分类方法,其中一种方法可分为混和信号源和逻辑信号源两种。其中混和信号源主要输出模拟波形;逻辑信号源输出数字码形。混和信号源又可分为函数信号发生器和任意波形/函数发生器,其中函数信号发生器输出标准波形,如正弦波、方波等,任意波/函数发生器输出用户自定义的任意波形;逻辑信号发生器又可分为脉冲信号发生器和码型发生器,其中脉冲信号发生器驱动较小个数的的方波或脉冲波输出,码型发生器生成许多通道的数字码型。如泰克生产的AFG3000系列就包括函数信号发生器、任意波形/函数信号发生器、脉冲信号发生器的功能。
另外,信号源还可以按照输出信号的类型分类,如射频信号发生器、扫描信号发生器、频率合成器、噪声信号发生器、脉冲信号发生器等等。信号源也可以按照使用频段分类,不同频段的信号源对应不同应用领域。
信号源的分类
按波形分类
正弦信号发生器
函数信号发生器
扫频信号发生器
脉冲及数字信号发生器
调制信号发生器
噪声及伪随机信号发生器
任意波形发生器
按基波频率分类
超低频信号源 0.0001~1000Hz
低频信号源 1Hz~200KHz
视频信号源 10Hz~10MHz
高频信号源 200KHz~30MHz
甚高频信号源 30~300MHz
超高信号源 300MHz以上
信号源的主要功能
一台功能较强的信号源,还有信号调制、频率扫描、TTL同步输出、参考时钟输出、Burst及频率计。
信号调制功能:信号调制是指被调制信号中,幅度、相位或频率变化把低频信息嵌入到高频的载波信号中,得到的信号可以传送从语音、到数据、到视频的任何信号。信号调制可分为模拟调制和数字调制两种,其中模拟调制,如幅度调制(AM)和频率调制(FM)最常用于广播通信中,而数字调制基于两种状态,允许信号表示二进制数据。
频率扫描功能:测量电子设备的频率特点要求“扫描”正弦波,其会在一段时间内改变频率。一般分成线性(Lin)扫频及对数(Log)扫频;高级信号发生器支持扫频功能,而且可以选择开始频率、保持频率、停止频率和相关时间,有些信号发生器还提供与扫频同步的触发信号。
TTL同步输出功能: 一般信号源输出的TTL同步信号是方波经三极管电路转成的,电平为0(Low)、3.6~5V(High)。主要用来同步其他信号源,或其他类型的仪器,以保证触发同步。
参考时钟输出功能:TTL同步输出只能保证触发同步,要想使信号源完全同步就要让时钟同步,参考时钟输出就是为了让两台信号源的时钟同步而设计的,一般参考时钟输出频率较稳定的方波信号。
Burst功能: 类似One Shot功能,输入一个TTL信号,则可让信号源产生一个周期的信号输出,设计方式是在没有信号输入时,输出接地即可。
频率计: 除市场上简易的刻度盘显示之外,无论是LED数码管或LCD液晶显示频率,其与频率计电路是重叠的。
小结
信号发生器是基础的通用仪器之一,是电子工程师信号仿真实验的最佳工具,在许多领域都有广泛的应用。本文介绍了函数信号发生器的基础知识,为您的选型和概念的了解提供方便。我们选购时除关心信号源的基本指标外,还需要关心他的高级功能,如波形编辑和下载功能,和计算机的通讯能力,几台信号发生器的同步能力等等。根据工程师自己的应用需要,选择合适的信号发生器,为工程师的设计进行全面,真实的测试,对自己研发的产品更有信心。