信号发生器（Signal Generator）是一种广泛应用于电子测试与测量领域的仪器，可用于生成各种波形信号，如正弦波、方波、三角波、脉冲信号等。在射频通信、电子电路调试、雷达系统、无线电信号分析等领域，信号发生器是工程师必备的工具之一。本文将详细介绍信号发生器的工作原理、分类、主要功能、应用场景以及如何正确使用该设备，以帮助工程师更高效地完成测试任务。

1. 信号发生器的基本概念

1.1 什么是信号发生器？

信号发生器是一种电子设备，能够输出不同频率、幅度、波形的信号，主要用于电子电路测试、设备校准和系统仿真。常见的信号类型包括：

正弦波（Sine Wave）：用于测试滤波器、放大器等线性电路。

方波（Square Wave）：常用于时钟信号、逻辑电路测试。

三角波（Triangle Wave）：用于调制测试、非线性电路分析。

脉冲信号（Pulse）：用于时序分析、数字电路测试。

调制信号（Modulated Signal）：用于无线通信、雷达系统。

1.2 信号发生器的主要技术指标

频率范围：信号输出的最低和最高频率（如 1 Hz - 6 GHz）。

幅度范围：信号输出的电压范围（如 -120 dBm 至 +20 dBm）。

相位噪声：信号的稳定性，影响高精度测量。

调制功能：支持 AM（幅度调制）、FM（频率调制）、PM（相位调制）等。

2. 信号发生器的分类

2.1 按信号类型分类

函数发生器（Function Generator）：主要用于低频波形输出，如正弦波、方波、三角波。

射频信号发生器（RF Signal Generator）：用于无线通信、雷达测试，支持 GHz 级高频信号输出。

任意波形发生器（Arbitrary Waveform Generator, AWG）：可自定义复杂波形，如 ECG（心电信号）仿真。

脉冲信号发生器（Pulse Generator）：用于时序测试、数字电路验证。

2.2 按输出方式分类

模拟信号发生器：输出连续的模拟信号，如正弦波。

数字信号发生器：输出数字编码信号，用于数字通信测试。

3. 信号发生器的常见应用

3.1 电子电路测试与调试

在实验室中，信号发生器可用于测试放大器、滤波器、振荡器等电子电路的响应。例如，在测试运算放大器时，可输入正弦波并观察输出信号的增益和相位变化。

3.2 无线通信测试

射频信号发生器可用于 Wi-Fi、5G、蓝牙等无线通信系统的信号仿真。例如，在 5G 基站测试中，需要用信号发生器生成 LTE、NR 调制信号，以评估接收机性能。

3.3 雷达与导航系统测试

雷达信号通常需要特定的脉冲调制波形，信号发生器可用于仿真雷达目标回波，并测试接收机灵敏度。

3.4 EMC（电磁兼容）测试

在电子产品的电磁兼容（EMC）测试中，信号发生器用于生成标准的电磁干扰信号，以评估设备的抗干扰能力。

3.5 音频测试与声学测量

在音频系统测试中，信号发生器可用于产生标准的 1 kHz 正弦波信号，测试音响设备的频率响应和失真率。

4. 如何正确使用信号发生器？

4.1 设备连接与基本设置

连接信号输出端口 到被测设备（DUT），使用 50Ω 终端匹配电路。

选择信号类型（正弦波、方波、脉冲等）。

设置信号频率（如 1 MHz）。

调整输出幅度（如 -10 dBm）。

启用调制模式（如 AM, FM, PM）。

监测输出信号，确保幅度、频率稳定。

4.2 如何解读测试结果？

信号幅度偏差：可能是衰减器损耗或电缆损耗导致。

信号失真过大：可能是设备非线性影响，可调整输出功率优化。

调制信号异常：检查调制源设置是否正确，如 FM 频偏是否过大。

4.3 避免测量误差的技巧

使用高质量射频电缆，减少信号损耗。

定期校准信号发生器，确保输出准确性。

屏蔽测试环境，避免外部干扰影响测试结果。

5. 提高信号发生器测试精度的技巧

5.1 采用低噪声源

相位噪声较低的信号发生器可提高测量精度，适用于雷达、5G 通信测试。

5.2 使用外部参考时钟

连接高精度 10 MHz 参考源，可提高信号发生器的频率稳定度，适用于高精度测量。

5.3 配合频谱分析仪使用

信号发生器与频谱分析仪结合，可测试被测设备的频谱响应、互调失真等关键参数。

信号发生器是电子测试领域的重要仪器，在电路调试、无线通信、雷达系统、EMC 测试等方面发挥关键作用。掌握信号发生器的基本原理、正确的操作方法以及优化技巧，可以有效提高测试效率和测量精度。希望本文能帮助你更好地使用信号发生器，提升电子测试能力！