信号源讲义

信号源
信号发生器定义：
在测试、研究或调整电子电路及设备时，为测定电路的一些电参量,用来模拟在实际工作中使用的待测设备的激励信号。

信号发生器分类：
通常分类是按照产生信号产生的波形特征来划分：
音频信号源、函数信号源、功率函数发生器、脉冲信号源、任意函数发生器、任意波形发生器、标准高频信号源、射频信号源、电视信号发生器、噪声信号源、调制信号发生器、数字信号源等。

这种分类基本覆盖了航空航天、电子、电力等领域的每一个角落。

信号源按照应用领域分类：低频信号发生器（音频），高频信号发生器（射频通信信号），电视信号发生器（电视信号），电视扫频信号发生器（电视信号）等
随着信号发生器行业的发展，以上信号的分类越来越淡化，一台数字信号发生器就集成了以前的几种信号发生器
纵观信号发生器的发展，直接合成数字信号发生器是近几年的发展趋势。

Rigol的产品即采用直接合成技术信号发生器。

DDS发展过程：直接频率合成，锁相式频率合成，直接数字频率合成。

直接数字合成原理
直接数字频率合成（DDS）是采用数字化技术，通过控制频率控制字直接产生所需的各种不同频率信号。

DDS主要由参考时钟、相位累加器、正弦查找表、D/A转换器和滤波器
等组成，如图原理框图1。

参考时钟由一个高稳定的晶体振荡器产生，来同步整个频率合成器的各个组成部分。

N位加法器与N位相位寄存器级联构成相位累加器，每来一个时钟脉冲，加法器就将频率控制字Ｋ与相位寄存器中的数据相加。

相位寄存器可以将加法器在上一个时钟作用后产生的新相位数据反馈到加法器的输入端，以使加法器在下一个时钟的作用下继续将相位数据与频率控制字相加。

这样，相位累加器在参考时钟的作用下进行线性相位累加。

当相位累加器达到上限时，就会产生一次溢出，完成一个周期性的动作，这个周期就是合成信号的一个周期，累加器的溢出频率也就是DDS的合成信号频率。

在参考时钟的控制下，频率控制字送入相位累加器。

用相位累加器的输出作为正弦查找表的查找地址对正弦表进行查找。

查找表中的每个地址代表一个周期正弦波的一个相位点，每个相位点对应一个量化振幅值。

因此，这个查找表相当于一个相位/振幅变换器，它将相位累加器的相位信息映射成数字振幅信息。

查找后的振幅数据再经过D/A转换器得到相应的阶梯波，最后经低通滤波器对阶梯波进行平滑处理，即可得到由频率控制字决定的连续变化的输出正弦波。

同传统的频率合成技术相比：
⏹DDS技术具有极高的频率分辨率
⏹极快的变频速度
⏹变频相位连续
⏹相位噪声低
⏹易于功能扩展和便于全数字化集成
⏹容易实现对输出信号的多种调制
任意波形发生器的指标：
输出信号带宽：表明能够输出的信号最高频率分量，常用输出的正弦波最高频率表示。

波形存储深度：表明任意波形发生器内部RAM的容量。

幅度分辨率：表明输出波形幅度的精密性或分辨能力。

频率分辨率：表征输出信号的最小频率。

采样速率：波形点输出的时钟频率也称采样率，即每秒能输出的最高“波形点数”，常用“Sa/s”表示。

调制特性：一般任意波发生器都具有产生多种调制波的能力，如常用的AM、FM、FSK、和Burst调制功能。