2.1概述信號發(fā)生器即信號源2.1.1信號發(fā)生器的分類通用信號發(fā)生器,專用信號發(fā)生器兩大類。1.按發(fā)生器輸出信號波形分類正弦信號發(fā)生器、函數(shù)信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器和隨機信號發(fā)生器.

2.按工作頻率分類超低頻、低頻、視頻、高頻、甚高頻、超高頻信號發(fā)生器。3.按調制方式分類(高頻信號發(fā)生器）為調幅、調頻、調相、脈沖調制等類型。2.1.2信號發(fā)生器的主要技術特性信號發(fā)生器的技術特性主要包括以下幾項1.頻率特性頻率特性包括有效頻率范圍、頻率準確度和頻率穩(wěn)定度。2.輸出特性輸出特性主要包括輸出阻抗、輸出形式、輸出波形及諧波失真、輸出電平及其平坦度等。

3.調制特性(高頻信號發(fā)生器)調制方式、調制頻率、調制系數(shù)以及調制線性等。信號發(fā)生器+u1－+－u2圖2.1信號發(fā)生器的輸出形式2.1.3信號發(fā)生器的一般組成主振器:核心部分，它產生不同頻率、不同波形的信號。變換器:用來完成對主振信號進行放大、整形及調制等工作。輸出級:調節(jié)信號的輸出電平和變換輸出阻抗。指示器:用以監(jiān)測輸出信號的電平、頻率及調制度。電源:為儀器各部分提供所需的工作電壓。主振器變換器輸出級指示器電源輸出圖2.2信號發(fā)生器的一般組成2.1.4利用信號發(fā)生器的測量方法 在電子測量中，用到信號發(fā)生器的測量方法主要包括以下幾種： 1.諧振法 圖2.3，調諧信號發(fā)生器輸出頻率使之與LC諧振電路諧振頻率相等時，電壓表指示最大，LC諧振電路諧振，依據此時LC諧振電路諧振特性可以測量集中參數(shù)元件。

信號發(fā)生器電子電壓表圖2.3諧振法測量集中參數(shù)元件電路圖LC被測放大器信號發(fā)生器UoRo電子電壓表S1S2R2RiUi圖2.4二次測量輸出阻抗原理圖+－－+2.二次測量法 用于測量放大器輸出阻抗，其測量過程如下：開關S1閉合，S2斷開，不接負載R2，開路電壓為Uo；然后保持信號發(fā)生器、放大器狀態(tài)不變，閉合S2，接通負載R2，此時放大器輸出電壓U1，則式中，Ro為放大器輸出阻抗。

3.比較法 圖2.5。變換開關S位置，調節(jié)標準信號發(fā)生器使前后兩次指示器指示不變或保持一定關系，即可測出被測量來。 4.替代法 圖2.6變換開關S位置，調節(jié)標準信號發(fā)生器使前后兩次指示器指示不變，則標準信號發(fā)生器產生信號的場強等于被測信號場強。被測信號標準信號發(fā)生器指示器圖2.5比較法測量原理圖S標準天線標準信號發(fā)生器衰減器圖2.6替代法測量場強原理圖放大器指示器S2.2正弦信號發(fā)生器正弦信號發(fā)生器包括低頻、高頻、甚高頻、超高頻信號發(fā)生器等，低頻、高頻信號發(fā)生器的使用很廣泛。常用的正弦波振蕩電路1.

RC振蕩電路（輸出功率較小，頻率較低）2.LC振蕩電路（輸出功率較大，頻率較高）2.2.1低頻信號發(fā)生器又稱為音頻信號發(fā)生器，用來產生頻率范圍為1Hz～1MHz的低頻正弦信號、方波信號及其他波形信號。 1.低頻信號發(fā)生器的組成 圖2.7為低頻信號發(fā)生器組成框圖。它主要包括主振器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表等。圖2.7低頻信號發(fā)生器的組成框圖指示電壓表主振器電壓放大器輸出衰減器功率放大器阻抗變換器電壓輸出S功率輸出電壓輸入主振輸出調節(jié)（1）主振器RC文氏橋式振蕩器具有輸出波形失真小、振幅穩(wěn)定、頻率調節(jié)方便和頻率可調范圍寬等特點，故被普遍應用于低頻信號發(fā)生器主振器中。主振器產生與低頻信號發(fā)生器頻率一致的低頻正弦信號。文氏橋式振蕩器每個波段的頻率覆蓋系數(shù)（即最高頻率與最低頻率之比）為10，因此，要覆蓋1Hz～1MHz的頻率范圍，至少需要五個波段。為了在不分波段的情況下得到很寬的頻率覆蓋范圍，有時采用差頻式低頻振蕩器，圖2.8為其組成框圖。假設f2=3.4MHz，f1可調范圍為3.3997MHz～5.1MHz，則振蕩器輸出差頻信號頻率范圍為300Hz（3.4MHz-3.3997MHz）～1.7MHz（5.1MHz-3.4MHz）。固定頻率高頻振蕩器可變頻率高頻振蕩器混頻器低通濾波器低頻放大器圖2.8差頻式低頻振蕩器f2f1差頻式振蕩器的缺點是對兩個振蕩器的頻率穩(wěn)定性要求很高，兩個振蕩器應遠離整流管等發(fā)熱元件，彼此分開并良好屏蔽。（2）電壓放大器電壓放大器兼有緩沖與電壓放大的作用。緩沖是為了使后級電路不影響主振器的工作，一般采用射極跟隨器或運放組成的電壓跟隨器。放大是為了使信號發(fā)生器的輸出電壓達到預定技術指標。要求電壓放大器輸入阻抗較高，輸出阻抗低。

（3）輸出衰減器輸出衰減器用于改變信號發(fā)生器的輸出電壓或功率，分為連續(xù)調節(jié)和步進調節(jié)。連續(xù)調節(jié)由電位器實現(xiàn)，步進調節(jié)由步進衰減器實現(xiàn)。圖2.9為常用輸出衰減器原理圖，圖中電位器RP為連續(xù)調節(jié)器（細調），電阻R1～R8與開關S構成步進衰減器，開關S為步進調節(jié)器（粗調）。調節(jié)RP或變換開關S的擋位，均可使衰減器輸出不同的電壓。步進衰減量的表示方法有兩種：一種是用步進衰減器的輸出電壓Uo與其輸入電壓Ui之比來表示，即Uo/Ui；另一種是用Uo/Ui的分貝值來表示，即20lg(Uo/Ui)，單位為dB（分貝）。+CR1+－UiUo+－R2R3R4R5R6R7R8SRP圖2.9衰減器原理圖

（4）功率放大器及阻抗變換器功率放大器用來對衰減器輸出的電壓信號進行功率放大，使信號發(fā)生器達到額定功率輸出。為了能實現(xiàn)與不同負載匹配，功率放大器之后與阻抗變換器相接，這樣可以得到失真小的波形和最大的功率輸出。阻抗變換器只有在要求功率輸出時才使用，電壓輸出時只需衰減器。阻抗變換器即匹配輸出變壓器，輸出頻率為5Hz～5kHz時使用低頻匹配變壓器，以減少低頻損耗，輸出頻率為5kHz～1MHz時使用高頻匹配變壓器。輸出阻抗利用波段開關改變輸出變壓器次級圈數(shù)來改變。2.低頻信號發(fā)生器的主要工作特性目前，低頻信號發(fā)生器的主要工作特性如下：①頻率范圍一般為20Hz～1MHz，且連續(xù)可調。②頻率準確度±（1～3）%。③頻率穩(wěn)定度一般為（0.1～0.4）%/小時。④輸出電壓0～10V連續(xù)可調。⑤輸出功率0.5～5W連續(xù)可調。⑥非線性失真范圍（0.1～1）%。⑦輸出阻抗50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等幾種。⑧輸出形式平衡輸出與不平衡輸出。3.低頻信號發(fā)生器的使用低頻信號發(fā)生器型號很多，但它們的使用方法基本類似。（1）了解面板結構信號發(fā)生器面板上有關部分通常按其功能分區(qū)布置，一般包括：波形選擇開關、輸出頻率調諧部分（包括波段、粗調、微調等）、幅度調節(jié)旋鈕（包括粗調、細調）、阻抗變換開關、指示電壓表及其量程選擇、電源開關及電源指示、輸出接線柱等。（2）注意正確的操作步驟 信號發(fā)生器的使用步驟如下： ①準備工作正確選擇符合要求的電源電壓，把幅度調節(jié)旋鈕置于起始位置（最小）開機預熱2～3min后方可投入使用。 ②選擇頻率根據需要選擇合適的波段，調節(jié)頻率度盤（粗調）于相應的頻率點上，而頻率微調旋鈕一般置于零位。③輸出阻抗的配接根據負載阻抗的大小，撥動阻抗變換開關于相應擋級以獲得最佳負載輸出，否則信號發(fā)生器的輸出功率小、輸出波形失真大。④輸出電路形式的選擇根據負載電路的輸入方式，用短路片變換信號發(fā)生器輸出接線柱的接法以選擇相應的平衡輸出或不平衡輸出。⑤輸出電壓的調節(jié)和測讀調節(jié)幅度調節(jié)旋鈕可以得到相應大小的電壓輸出。在使用衰減器（除0dB擋外）時，如圖2.7所示，電壓表測量的是已經衰減器衰減的電壓大小，所以輸出電壓的大小為電壓表的示值除以電壓衰減倍數(shù)。例如，信號發(fā)生器指示電壓表示值為20V，衰減分貝數(shù)為60dB時，實際輸出電壓應為0.02V(20V÷1060/20=0.02V)。當信號發(fā)生器不平衡輸出時，電壓表示值即為輸出電壓值；當信號發(fā)生器平衡輸出時，輸出電壓為電壓表示值的兩倍。4.低頻信號發(fā)生器實例 GAG-808G型低頻信號發(fā)生器主要由文氏橋式振蕩器、波形變換開關、方波成形電路、輸出放大器、輸出電路、輸出衰減器等部分組成，其組成如圖2.10所示。

①文氏橋式振蕩器用于產生頻率范圍為10Hz～1MHz的振蕩信號。 ②方波成形電路為施密特觸發(fā)器，用于將正弦波變換為方波。文氏橋式振蕩器和方波成形電路中都內含緩沖放大器，用于隔離后級電路對本級電路的影響。 ③輸出放大器對前級電路的輸出進行放大，并實現(xiàn)對輸出電平的調整。

文氏橋式振蕩器輸出放大輸出電路輸出衰減器方波成形電路外同步輸入波形變換開關輸出圖2.10GAG-808G型低頻信號發(fā)生器組成框圖直流電源+23V–23VAC110V/220V④輸出電路用于變換阻抗。⑤輸出衰減器即步進衰減器，用于調整輸出信號的大小，衰減器分0～－50dB共六擋，每擋相差10dB。當衰減為0dB時，最大輸出電壓超過7V。輸出阻抗為600Ω。⑥電源為各部分電路提供±23V直流電源。 2.2.2高頻信號發(fā)生器 高頻信號發(fā)生器和甚高頻信號發(fā)生器統(tǒng)稱為高頻信號發(fā)生器，它們在高頻電路測試中應用比較廣泛。高頻信號發(fā)生器通常用來產生200kHz～30MHz的正弦波或調幅波信號，如無特別說明，均指此種高頻信號發(fā)生器。甚高頻信號發(fā)生器用來產生30MHz～300MHz的正弦波、調幅波或調頻波信號。1.高頻信號發(fā)生器的組成高頻信號發(fā)生器的組成框圖如圖2.12所示，主要包括主振級、緩沖級