信号发生器如何选型

在电子测试与测量领域，信号发生器是一种极为重要的仪器设备。它能够产生各种类型的电信号，为电路设计、系统调试、性能测试等工作提供基础信号源。然而，面对市场上琳琅满目的信号发生器产品，如何正确选型成为了许多工程师和技术人员面临的难题。本文将详细介绍信号发生器选型时需要考虑的关键因素，帮助读者做出选择。

一、了解信号发生器的类型

信号发生器的类型多种多样，常见的有函数信号发生器、任意波形信号发生器、射频信号发生器等。

函数信号发生器
函数信号发生器通常能够产生正弦波、方波、三角波等基本波形。它的应用较为广泛，适用于基础的电路测试和教学实验等场景。例如，在电子电路课程的实验教学中，学生可以使用函数信号发生器为电路提供不同频率和幅度的正弦波或方波信号，来观察电路对不同输入信号的响应。
普源精电的DG4000就是一款比较经典的函数信号发生器，它有内置150种任意波形，可以满足学生实验课的各种需求，而且这个产品久经市场考验，性能稳定，适合学生使用。而且价格相对较为亲民，对于预算有限且对信号要求不是特别复杂的用户来说是一个不错的选择。

任意波形信号发生器
任意波形信号发生器则具有更高的灵活性。它不仅可以产生基本波形，还能够根据用户自定义的波形数据生成特定的信号。这在一些特殊的测试需求中非常有用，比如模拟生物医学信号（如心电图、脑电图信号）、通信系统中的复杂调制信号等。例如，在研发新型通信设备时，工程师可以利用任意波形信号发生器生成符合特定通信标准的调制信号，对设备进行全面的性能测试。
普源精电的DG70000 系列任意波形发生器，独创 SiFi III 技术平台和 Android 操作系统，具有采样率精确可调、输出逐 点生成任意波、不失真的还原信号细节等优势。DG70000 系列任意波形发生器立足客户，支持多种切合实际应用的功能，例如创建高级序列可以满足用户自定义复杂波形，而多通道高精度同步、高带宽低抖动的波形输出，可满足用户在多种工业和通信领域的应用。DG70000 还带来了全新的 UI 和交互体验，配备可调节触控角度的 15.6 英寸超大显示屏，支持多窗口高清显示。其丰富的标准配置接口，可轻松实现仪器的远程控制，为用户提供更多解决方案。不过，由于其功能强大，价格比一般的函数信号发生器要高。

射频信号发生器

射频信号发生器主要用于产生高频射频信号，适用于无线通信、雷达、广播电视等领域。它能够提供精确的频率控制和较高的信号功率输出。在手机基站的测试维护中，射频信号发生器可用于模拟基站发射的信号，检测手机等接收设备的性能。射频信号发生器的技术要求较高，价格也相对昂贵，通常适用于专业的射频研发和测试机构。

普源精电的DSG3000B 系列是一款高性能的射频信号源。该射频源提供了全面的调制解决方案， 提供 AM/FM/ΦM 调制功能、可自定义脉冲串的脉冲调制功能以及 IQ 调制功能。 所有的调制都支持外部源和内部源。

二、考虑信号发生器的关键性能指标

频率范围
频率范围是信号发生器的一个重要指标。不同的应用场景需要不同频率范围的信号。例如，音频设备的测试可能只需要几赫兹到几十千赫兹的频率范围，而在 5G 通信技术的研发中，则需要信号发生器能够覆盖从几百兆赫兹到几十吉赫兹的高频段。如果选择的信号发生器频率范围不能满足实际需求，将无法进行有效的测试工作。在购买前，一定要明确自己所需的频率范围，并确保所选信号发生器能够覆盖该范围，并且在所需频率范围内具有良好的频率精度和稳定性。

幅度范围与精度
信号的幅度范围同样关键。对于一些低噪声电路的测试，可能需要信号发生器能够提供非常微小的信号幅度，如微伏级别的信号；而在功率放大器的测试中，则需要较高的信号幅度输出。同时，幅度精度也不容忽视，不准确的幅度输出可能导致测试结果出现较大偏差。例如，在高精度的传感器校准实验中，信号发生器的幅度精度必须足够高，才能保证校准的准确性。

谐波失真与杂散信号

谐波失真和杂散信号会影响信号的纯净度。在高质量音频设备的测试中，低谐波失真的信号发生器能够更准确地评估设备对原始信号的还原能力。对于通信系统，杂散信号可能会干扰其他信道的正常通信，所以要求信号发生器的杂散信号指标尽可能低。例如，在卫星通信地面站的设备测试中，信号发生器的低杂散特性能够确保测试结果的可靠性，避免对卫星通信频段造成干扰。

三、关注信号发生器的输出特性

输出阻抗
输出阻抗需要与被测设备的输入阻抗相匹配，以实现最大功率传输和最小的信号反射。一般常见的输出阻抗有 50 欧姆和 75 欧姆等。在射频和微波领域，通常采用 50 欧姆的标准阻抗。如果阻抗不匹配，可能会导致信号在传输过程中产生反射，影响测试结果的准确性，甚至可能损坏设备。例如，在射频电路的测试中，必须确保信号发生器的输出阻抗与射频元件（如天线、滤波器等）的输入阻抗匹配良好。

输出通道数量

根据测试需求确定是否需要多通道输出。在一些复杂的系统测试中，如多输入多输出（MIMO）通信系统的测试，需要信号发生器能够同时提供多个独立的信号通道。多通道信号发生器可以方便地模拟多个信号源的情况，提高测试效率，但价格也会相应增加。而对于一些简单的单路信号测试场景，单通道信号发生器就足以满足需求。

四、其他因素

操作便捷性与界面友好性
信号发生器的操作是否便捷、界面是否友好会影响使用效率。一个易于操作的信号发生器能够减少用户的学习成本和操作失误。例如，具有直观的触摸屏操作界面、清晰的菜单设置和便捷的参数输入方式的信号发生器，能够让用户快速准确地设置所需的信号参数。对于经常需要在不同测试场景中频繁切换信号参数的工程师来说，这一点尤为重要。

稳定性与可靠性

稳定性和可靠性是长期使用的保障。信号发生器在长时间工作过程中应能保持稳定的性能，不会出现频率漂移、幅度波动等问题。在一些对测试连续性要求较高的工业生产线上的测试设备中，信号发生器的稳定性直接关系到产品质量的检测结果。购买时可以参考其他用户的使用评价和产品的质量认证情况，选择具有良好口碑和可靠质量保证的产品。

信号发生器的选型需要综合考虑多个方面的因素，包括信号发生器的类型、关键性能指标、输出特性以及其他如操作便捷性、稳定性和价格等因素。只有全面权衡这些因素，才能选择到一款适合自己特定应用需求的信号发生器，从而为电子测试与测量工作提供有力的支持，确保测试结果的准确性和可靠性，推动相关技术研发和生产工作的顺利进行。