信號發生器如何選型
在電子測試與測量領域,信號發生器是一種極為重要的儀器設備。它能夠產生各種類型的電信號,為電路設計、系統調試、性能測試等工作提供基礎信號源。然而,面對市場上琳瑯滿目的信號發生器產品,如何正確選型成為了許多工程師和技術人員面臨的難題。本文將詳細介紹信號發生器選型時需要考慮的關鍵因素,幫助讀者做出選擇。

一、了解信號發生器的類型
信號發生器的類型多種多樣,常見的有函數信號發生器、任意波形信號發生器、射頻信號發生器等。
函數信號發生器
函數信號發生器通常能夠產生正弦波、方波、三角波等基本波形。它的應用較為廣泛,適用于基礎的電路測試和教學實驗等場景。例如,在電子電路課程的實驗教學中,學生可以使用函數信號發生器為電路提供不同頻率和幅度的正弦波或方波信號,來觀察電路對不同輸入信號的響應。
普源精電的DG4000就是一款比較經典的函數信號發生器,它有內置150種任意波形,可以滿足學生實驗課的各種需求,而且這個產品久經市場考驗,性能穩定,適合學生使用。而且價格相對較為親民,對于預算有限且對信號要求不是特別復雜的用戶來說是一個不錯的選擇。
任意波形信號發生器
任意波形信號發生器則具有更高的靈活性。它不僅可以產生基本波形,還能夠根據用戶自定義的波形數據生成特定的信號。這在一些特殊的測試需求中非常有用,比如模擬生物醫學信號(如心電圖、腦電圖信號)、通信系統中的復雜調制信號等。例如,在研發新型通信設備時,工程師可以利用任意波形信號發生器生成符合特定通信標準的調制信號,對設備進行全面的性能測試。
普源精電的DG70000 系列任意波形發生器,獨創 SiFi III 技術平臺和 Android 操作系統,具有采樣率精確可調、輸出逐 點生成任意波、不失真的還原信號細節等優勢。DG70000 系列任意波形發生器立足客戶,支持多種切合實際應用的功能,例如創建高級序列可以滿足用戶自定義復雜波形,而多通道高精度同步、高帶寬低抖動的波形輸出,可滿足用戶在多種工業和通信領域的應用。DG70000 還帶來了全新的 UI 和交互體驗,配備可調節觸控角度的 15.6 英寸超大顯示屏,支持多窗口高清顯示。其豐富的標準配置接口,可輕松實現儀器的遠程控制,為用戶提供更多解決方案。不過,由于其功能強大,價格比一般的函數信號發生器要高。
射頻信號發生器
射頻信號發生器主要用于產生高頻射頻信號,適用于無線通信、雷達、廣播電視等領域。它能夠提供精確的頻率控制和較高的信號功率輸出。在手機基站的測試維護中,射頻信號發生器可用于模擬基站發射的信號,檢測手機等接收設備的性能。射頻信號發生器的技術要求較高,價格也相對昂貴,通常適用于專業的射頻研發和測試機構。
普源精電的DSG3000B 系列是一款高性能的射頻信號源。該射頻源提供了全面的調制解決方案, 提供 AM/FM/ΦM 調制功能、可自定義脈沖串的脈沖調制功能以及 IQ 調制功能。 所有的調制都支持外部源和內部源。
二、考慮信號發生器的關鍵性能指標
頻率范圍
頻率范圍是信號發生器的一個重要指標。不同的應用場景需要不同頻率范圍的信號。例如,音頻設備的測試可能只需要幾赫茲到幾十千赫茲的頻率范圍,而在 5G 通信技術的研發中,則需要信號發生器能夠覆蓋從幾百兆赫茲到幾十吉赫茲的高頻段。如果選擇的信號發生器頻率范圍不能滿足實際需求,將無法進行有效的測試工作。在購買前,一定要明確自己所需的頻率范圍,并確保所選信號發生器能夠覆蓋該范圍,并且在所需頻率范圍內具有良好的頻率精度和穩定性。
幅度范圍與精度
信號的幅度范圍同樣關鍵。對于一些低噪聲電路的測試,可能需要信號發生器能夠提供非常微小的信號幅度,如微伏級別的信號;而在功率放大器的測試中,則需要較高的信號幅度輸出。同時,幅度精度也不容忽視,不準確的幅度輸出可能導致測試結果出現較大偏差。例如,在高精度的傳感器校準實驗中,信號發生器的幅度精度必須足夠高,才能保證校準的準確性。
諧波失真與雜散信號
諧波失真和雜散信號會影響信號的純凈度。在高質量音頻設備的測試中,低諧波失真的信號發生器能夠更準確地評估設備對原始信號的還原能力。對于通信系統,雜散信號可能會干擾其他信道的正常通信,所以要求信號發生器的雜散信號指標盡可能低。例如,在衛星通信地面站的設備測試中,信號發生器的低雜散特性能夠確保測試結果的可靠性,避免對衛星通信頻段造成干擾。
三、關注信號發生器的輸出特性
輸出阻抗
輸出阻抗需要與被測設備的輸入阻抗相匹配,以實現最大功率傳輸和最小的信號反射。一般常見的輸出阻抗有 50 歐姆和 75 歐姆等。在射頻和微波領域,通常采用 50 歐姆的標準阻抗。如果阻抗不匹配,可能會導致信號在傳輸過程中產生反射,影響測試結果的準確性,甚至可能損壞設備。例如,在射頻電路的測試中,必須確保信號發生器的輸出阻抗與射頻元件(如天線、濾波器等)的輸入阻抗匹配良好。
輸出通道數量
根據測試需求確定是否需要多通道輸出。在一些復雜的系統測試中,如多輸入多輸出(MIMO)通信系統的測試,需要信號發生器能夠同時提供多個獨立的信號通道。多通道信號發生器可以方便地模擬多個信號源的情況,提高測試效率,但價格也會相應增加。而對于一些簡單的單路信號測試場景,單通道信號發生器就足以滿足需求。
四、其他因素
操作便捷性與界面友好性
信號發生器的操作是否便捷、界面是否友好會影響使用效率。一個易于操作的信號發生器能夠減少用戶的學習成本和操作失誤。例如,具有直觀的觸摸屏操作界面、清晰的菜單設置和便捷的參數輸入方式的信號發生器,能夠讓用戶快速準確地設置所需的信號參數。對于經常需要在不同測試場景中頻繁切換信號參數的工程師來說,這一點尤為重要。
穩定性與可靠性
穩定性和可靠性是長期使用的保障。信號發生器在長時間工作過程中應能保持穩定的性能,不會出現頻率漂移、幅度波動等問題。在一些對測試連續性要求較高的工業生產線上的測試設備中,信號發生器的穩定性直接關系到產品質量的檢測結果。購買時可以參考其他用戶的使用評價和產品的質量認證情況,選擇具有良好口碑和可靠質量保證的產品。

信號發生器的選型需要綜合考慮多個方面的因素,包括信號發生器的類型、關鍵性能指標、輸出特性以及其他如操作便捷性、穩定性和價格等因素。只有全面權衡這些因素,才能選擇到一款適合自己特定應用需求的信號發生器,從而為電子測試與測量工作提供有力的支持,確保測試結果的準確性和可靠性,推動相關技術研發和生產工作的順利進行。
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