一臺功能較強的函數(shù)波形發(fā)生器,，還有掃頻,、VCG,、TTL,、 TRIG、 GATE及或LCD液晶顯示頻率,，其與頻率計電路是重疊的。

1 簡介

　　zui小輸出信號可小于1mV,、國內(nèi),。大功率函數(shù)信號發(fā)生器曾為國內(nèi)*。穩(wěn)定性.可靠性高,、售價低性能特點國內(nèi)所*的輸出保護技術(shù),，能有效防止過載、輸出短路,、錯接等誤操作或外電流倒灌造成損壞,。技術(shù)指標輸出信號：三角波、方波,、正弦波,、脈沖波、單次脈沖.TTL電平、直流電平電壓輸出輸出幅度1mV—25Vp-p輸出阻抗:50Ω±10%3位數(shù)顯輸出頻率：0.2Hz—2MHz頻率誤差：±1%4位數(shù)顯功率輸出頻率0.2Hz—200KHz輸出功率≥10W空載電壓：≥25Vp-p外測頻率：0.1Hz-10MHz±0.1%衰減：0dB,、-20dB,、-40dB、–60dB直流電平：+10V--10V連續(xù)可調(diào)占空比:10%-90%連續(xù)可調(diào)失真度：≤2%(20Hz-20kHz)方波上升時間：≤50nSTTL方波輸出：≥3Vp-p上升時間≤25ns外電壓控制掃頻：輸入電平0-10V輸出頻率1:100電源:220V±10%50Hz-60Hz外形尺寸：240(W)×90(H)×280(D)重量：約2.5Kg輸出采用國內(nèi)外保護電路

2 實現(xiàn)方法

　　(1)用分立元件組成的函數(shù)發(fā)生器：通常是單函數(shù)發(fā)生器且頻率不高,，其工作不很穩(wěn)定,，不易調(diào)試。 (2)可以由晶體管,、運放IC等通用器件制作,，更多的則是用專門的函數(shù)信號發(fā)生器IC產(chǎn)生。早期的函數(shù)信號發(fā)生器IC,，如L8038,、BA205、XR2207/2209等,，它們的功能較少,，精度不高，頻率上限只有300kHz,，無法產(chǎn)生更高頻率的信號,，調(diào)節(jié)方式也不夠靈活，頻率和占空比不能獨立調(diào)節(jié),，二者互相影響,。 (3)利用單片集成芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生多種波形，達到較高的頻率,，且易于調(diào)試,。鑒于此，美國美信公司開發(fā)了新一代ICMAX038,，它克服了(2)中芯片的缺點,，可以達到更高的技術(shù)指標，是上述芯片*的,。MAX038頻率高,、精度好，因此它被稱為高頻精密IC,。在鎖相環(huán),、壓控振蕩器、頻率合成器,、脈寬調(diào)制器等電路的設(shè)計上,，MAX038都是優(yōu)選的器件。 (4)利用直接數(shù)字合成DDS芯片的函數(shù)發(fā)生器：能產(chǎn)生任意波形并達到很高的頻率,。但成本較高,。 產(chǎn)生所需參數(shù)的電測試信號儀器,。按其信號波形分為四大類： ①正弦信號發(fā)生器。主要用于測量電路和系統(tǒng)的頻率特性,、非線性失真,、增益及靈敏度等。按其不同性能和用途還可細分為低頻(20赫至10兆赫)信號發(fā)生器,、高頻(100千赫至300兆赫)信號發(fā)生器,、微波信號發(fā)生器、掃頻和程控信號發(fā)生器,、頻率合成式信號發(fā)生器等,。 ②函數(shù)(波形)信號發(fā)生器。能產(chǎn)生某些特定的周期性時間函數(shù)波形(正弦波,、方波,、三角波、鋸齒波和脈沖波等)信號,，頻率范圍可從幾個微赫到幾十兆赫,。除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外,，還廣泛用于其他非電測量領(lǐng)域,。 ③脈沖信號發(fā)生器。能產(chǎn)生寬度,、幅度和重復(fù)頻率可調(diào)的矩形脈沖的發(fā)生器,，可用以測試線性系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，或用作模擬信號來測試雷達,、多路通信和其他脈沖數(shù)字系統(tǒng)的性能,。 ④隨機信號發(fā)生器。通常又分為噪聲信號發(fā)生器和偽隨機信號發(fā)生器兩類,。噪聲信號發(fā)生器主要用途為：在待測系統(tǒng)中引入一個隨機信號,，以模擬實際工作條件中的噪聲而測定系統(tǒng)性能;外加一個已知噪聲信號與系統(tǒng)內(nèi)部噪聲比較以測定噪聲系數(shù);用隨機信號代替正弦或脈沖信號，以測定系統(tǒng)動態(tài)特性等,。當用噪聲信號進行相關(guān)函數(shù)測量時,，若平均測量時間不夠長，會出現(xiàn)統(tǒng)計性誤差,，可用偽隨機信號來解決。

3 認識

　　信號發(fā)生器一般區(qū)分為及任意波形發(fā)生器,，而函數(shù)波形發(fā)生器在設(shè)計上又區(qū)分出模擬及數(shù)字合成式,。*，數(shù)字合成式函數(shù)信號源無論就頻率,、幅度乃至信號的信噪比(S/N)均優(yōu)于模擬,，其鎖相環(huán)(PLL)的設(shè)計讓輸出信號不僅是頻率,，而且相位抖動(phaseJitter)及頻率漂移均能達到相當穩(wěn)定的狀態(tài)，但畢竟是數(shù)字式信號源,，數(shù)字電路與模擬電路之間的干擾,，始終難以有效克服，也造成在小信號的輸出上不如模擬式的,。 談及模擬式函數(shù)信號源,，結(jié)構(gòu)圖如下：

　　這是通用模擬式的結(jié)構(gòu)，是以三角波產(chǎn)生電路為基礎(chǔ)經(jīng)二極管所構(gòu)成的正弦波整型電路產(chǎn)生正弦波,，同時經(jīng)由比較器的比較產(chǎn)生方波,。而三角波是如何產(chǎn)生的，

　　公式如下：換句話說,，如果以恒流源對電容充電,，即可產(chǎn)生正斜率的斜波。同理,，右以恒流源將儲存在電容上的電荷放電即產(chǎn)生負斜率的斜波,，電路結(jié)構(gòu)如下：當I1=I2時，即可產(chǎn)生對稱的三角波,，如果I1>>I2,，此時即產(chǎn)生負斜率的鋸齒波，同理I1<<I2即產(chǎn)生正斜率鋸齒波,。

　　再如圖二所示,，開關(guān)SW1的選擇即可讓充電速度呈倍數(shù)改變，也就是改變信號的頻率,，這也就是信號源面板上頻率檔的選擇開關(guān),。同樣的同步地改變I1及I2，也可以改變頻率,，這也就是信號源上調(diào)整頻率的電位器,，只不過需要簡單地將原本是電壓信號轉(zhuǎn)成電流而已。

4 而在占空比調(diào)整上的設(shè)計

　　1,、頻率(周期)不變,，脈寬改變，其方法如下：

　　改變電平的幅度,，亦即改變方波產(chǎn)生電路比較器的參考幅度,，即可達到改變脈寬而頻率不變的特性，但

　　其zui主要的缺點是占空比一般無法調(diào)到20[%]以下,，導(dǎo)致在采樣電路實驗時,，對瞬時信號所采集出來的信號有所變動，如果要將此信號用來作模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換,，那么得到的數(shù)字信號就發(fā)生變動而無所適從,。但不容否認的在使用上比較好調(diào),。

　　2、占空比變,，頻率跟著改變,，其方法如下：

　　將方波產(chǎn)生電路比較器的參考幅度予以固定(正、負可利用電路予以切換),，改變充放電斜率,，即可達成。

　　這種方式的設(shè)計一般使用者的反應(yīng)是“難調(diào)”,，這是大缺點,，但它可以產(chǎn)生10[%]以下的占空比卻是在采樣時的*條件。

　　以上的兩種占空比調(diào)整電路設(shè)計思路,，各有優(yōu)缺點,，當然連帶的也影響到是否能產(chǎn)生“像樣的”鋸齒波。

　　接下來PA(功率放大器)的設(shè)計,。首先是利用運算放大器(OP),，再利用推拉式(push-pull)放大器(注意交越失真Cross-distortion的預(yù)防)將信號送到衰減網(wǎng)路，這部分牽涉到信號源輸出信號的指標,，包含信噪比,、方波上升時間及信號源的頻率響應(yīng)，好的信號源當然是正弦波信噪比高,、方波上升時間快,、三角波線性度要好、同時伏頻特性也要好,，(也即頻率上升,，信號不能衰減或不能減太大)，這部分電路較為復(fù)雜,，尤其在高頻時除利用電容作頻率補償外,，也牽涉到PC板的布線方式，一不小心,，極易引起振蕩,，想設(shè)計這部分電路，除原有的模擬理論基礎(chǔ)外尚需具備實際的經(jīng)驗,，“TryError”的耐心是*的,。

　　PA信號出來后，經(jīng)過π型的電阻式衰減網(wǎng)路,，分別衰減10倍(20dB)或100倍(40dB),此時一部基本的函數(shù)波形發(fā)生器即已完成,。(注意：選用π型衰減網(wǎng)絡(luò)而不是分壓電路是要讓輸出阻抗保持一定)

5 校準

　　人員校準雖不同于檢定，但進行校準的人員也應(yīng)經(jīng)有效的考核，并取得相應(yīng)的合格證書,，只有持證人員方呆出具校準證書和校準報告，也只有這種證書和報告才認為是有效的,。 校準可以找地方計量所或者第三方校準單位,，如上海計量所，廣東計量所,，蘇州計量校準網(wǎng)等.... ,，前提都必須得有國家辦法的CNAS計量資質(zhì) 。