本文轉自公眾號安泰測試

本文由西安安泰儀器維修中心小編跟大家分享信號源的基礎知識：

信號發(fā)生器是一種能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號的設備。在測量各種電信系統(tǒng)或電信設備的振幅特性、頻率特性、傳輸特性及其它電參數(shù)時，以及測量元器件的特性與參數(shù)時，用作測試的信號源或激勵源。

信號發(fā)生器又稱信號源或振蕩器，在生產(chǎn)實踐和科技領域中有著廣泛的應用。各種波形曲線均可以用三角函數(shù)方程式來表示。能夠產(chǎn)生多種波形，如三角波、鋸齒波、矩形波（含方波）、正弦波的電路被稱為函數(shù)信號發(fā)生器。信號發(fā)生器也被稱之為信號源；

下面主要講解一下信號源組成：

一般來說，信號源由三部分組成：

1. 參考源部分：決定整個信號源頻率穩(wěn)定度；

2. 頻率合成部分：決定輸出信號頻率參數(shù)；

3. 輸出功率控制部分：決定輸出信號功率參數(shù)

圖1 信號源組成框圖

合成滿足各項指標要求信號的技術稱為頻率合成技術，對信號頻率進行合成的方式主要有三種：

1.直接頻率合成

利用振蕩器直接輸出要求的頻率信號，晶體振蕩器因其Q值高而得到廣泛應用，采用恒溫晶振和穩(wěn)補晶振可進一步提高其頻率穩(wěn)定度。主要應用于單點頻率信號合成。

2. 間接頻率合成

利用PLL鎖相環(huán)進行頻率合成，其特點是可輸出寬頻率范圍信號，頻率變化步進較小，頻率跳變速度較快。但存在頻率變化步進和相噪指標相矛盾的缺點。PLL間接頻率合成是頻率合成的主要方式。

3.直接數(shù)字合成（DDS）

利用數(shù)字技術進行信號波形合成，其特點是輸出頻率步進指標很高，頻率跳變速度很快，但輸出頻率范圍較窄。

圖2 信號源頻率合成技術及其優(yōu)缺點

直接頻率合成技術原理框圖如下圖所示。采用溫補晶振和恒溫晶振可以提高晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。

圖3 直接頻率合成原理框圖

間接頻率合成技術原理框圖如下圖所示。鎖相環(huán)由鑒相器；環(huán)路濾波器；壓控振蕩器（VCO）；分頻器等組成。

從頻率關系上分析，PLL相當于一個倍頻器：PLL輸出信號頻率變化步進為其鑒相器工作頻率。

如果要求頻率變化步進越小，鑒相頻率相應變小，而要保證輸出頻率值則N值相應變大。較小的鑒相頻率會使PLL環(huán)路帶寬相應減小，從而使PLL動態(tài)性能（頻率跳變速度）變壞。

圖4 間接頻率合成原理框圖

對PLL輸出信號的相位噪聲指標進行分析。

對參考源，PLL 為低通特性，帶寬為環(huán)路帶寬。PLL輸出相噪是參考信號相噪按N倍頻惡化。N越大，PLL輸出相噪指標越差。在環(huán)路帶寬外，PLL輸出相噪由VCO 決定。

圖5 鎖相環(huán)輸出相位噪聲指標

提高PLL輸出信號相位噪聲指標的原則是減小分頻比N，通過采用多鎖相環(huán)和小數(shù)分頻技術可以實現(xiàn)以上目的。

圖6 改善PLL輸出信號相噪的方法

直接數(shù)字頻率合成DDS是隨著數(shù)字技術的發(fā)展而出現(xiàn)的新技術，原理框圖如下圖所示。DDS由相位累加器；ROM 表；DAC；低通濾波器組成。

圖7 DDS直接數(shù)字合成技術原理框圖

信號源利用ALC（自動電平控制）技術來保證輸出信號的幅度。大范圍幅度調整由衰減器完成。

圖8 信號源輸出信號功率的控制

信號源的應用：

1.系統(tǒng)本振：

–相位噪聲

–頻率精度

2.器件失真性能測試

–雜散

–三階失真TOI

3.接收機測試：

–調制方式

–幅度精度

–雜散性能

一般信號源都有掃描的功能，包括：頻率掃描功能和功率掃描功能。

頻率掃描有2種方式：步進掃描和列表掃描。頻率掃描需要關注：電平精度，平坦度，源匹配。

步進掃描需要關注：精度，掃描點數(shù)，切換時間。列表掃描需要關注：精度，切換時間，停留時間。

功率掃描需要關注：功率掃描范圍，功率斜率范圍，源匹配。功率掃描通過：自動電平控制ALC，ALC檢測器，ALC驅動器和ALC調制器配合完成。

以上內(nèi)容主要講解信號源的具體概念以及應用方案。更多由電子測量類儀器維修使用知識歡迎關注“安泰測試”微信公眾號。