数字型任意函数信号发生器

函数与任意波发生器原理及使用精品文档一、函数与任意波发生器的原理信号发生器的核心部分是一个数字模拟转换器（DAC），它能够将数字信号转换为模拟电压信号。

通过改变DAC的输出电压，可以改变信号的幅值。

同时，通过改变DAC的采样率和相位，可以改变信号的频率和相位。

函数与任意波发生器不同于传统的信号发生器，它能够生成任意形状的波形。

这是通过在DAC输出之前加入一个波形存储器来实现的。

波形存储器中存储了一系列的采样值，这些采样值组成了特定的波形。

通过改变波形存储器中的采样值，可以生成各种不同的波形，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。

二、函数与任意波发生器的使用方法1.连接和设置首先，将函数与任意波发生器连接到待测试的电子设备上。

需要注意的是，输出信号的频率和幅值应该与待测试设备的要求相匹配。

然后，打开函数与任意波发生器的电源，并打开数字控制器。

接下来，通过数字控制器设置所需的波形类型、频率、幅值和相位等参数。

通常，函数与任意波发生器都提供了一个用户界面，通过旋钮或按钮可以方便地进行设置。

2.选择波形类型3.设置频率和相位设置所需的输出频率和相位。

函数与任意波发生器通常支持广泛的频率范围，并提供了高精度的频率调节功能。

相位是指波形的起始位置，通过调节相位可以实现波形的移动和延迟。

4.调整幅值和偏置根据测试需求，设置所需的波形幅值和偏置。

波形幅值是指波形的峰峰值或峰值，可以通过改变函数与任意波发生器的输出电压范围来实现。

偏置是指波形的直流分量，可以通过改变函数与任意波发生器的偏置电压来实现。

5.输出信号设置完所有参数后，通过函数与任意波发生器的输出端口连接到待测试设备上。

然后，启动输出信号。

函数与任意波发生器将按照所设置的波形类型、频率和幅值等参数产生相应的信号。

三、函数与任意波发生器的注意事项1.避免输出过载在设置波形幅值时，要注意不要超出函数与任意波发生器的输出能力。

如果输出信号过载，会导致失真和不稳定的波形。

* *安捷伦函数信号发生器Agilent 33120A的性能与使用说明安捷伦函数信号发生器33120A是数字式函数信号发生器。

其内部永久存储着正弦波、方波、三角波、噪声、锯齿波、sin(x)/x 、负锯齿波、指数上升波、指数下降波、心电波，共10种函数信号。

其中，正弦波、方波的频率范围为100 μHz － 15MHz，幅值范围为100mV P-P －10V P-P 。

函数信号发生器有一个HP-IB （ IEEE-488）接口和一个RS-232接口，计算机通过接口可遥控函数信号发生器，在计算机中使用HP BASIC 语言程序或 C 语言程序，能产生12bit 40Msa/s的任意波形，通过接口写入函数信号发生器，函数信号发生器有四个可存储16000点的任意波形存储器。

其具体的性能指标和基本操作方法见本节后摘录自“ Agilent 33120A Function Generator User Guide”的内容。

要知道详细的内容应阅读该仪器的“用户手册”。

⒈ 信号源显示电压与实际输出电压理想信号源的内阻应为零。

若实际信号源的内阻为零，则信号源输出端一旦短路或负载电阻过小，信号源就会因功率过载而损坏。

实际信号源一般都在其输出端串接一个电阻R s，使信号源既使短路，在短时间内也不会因功率过载而损坏，由此使信号源的保护电路有时间实现对信号源输出电路进行保护，同时发出过载警告。

称信号源输出端串接电阻R 为信号源内阻。

图 1 信号源s输出电压示意图安捷伦 33120A （以下简称为信号源）的内阻为50 Ω。

由于有了信号源内阻 R s，如图 1 ，信号源输出端的电压，即负载电阻 R L上的电压，是信号源的电源E s在信号源内阻R s和负载电阻 R L上的分压，即V o≠E s。

信号源内设置了两个负载电阻值，开机时默认为R LD =50 Ω,通过操作可修改为R LD →∞。

在信号源开机默认为R LD =50 Ω时，信号源内部的电压源输出的电压为E s，信号源显示屏上显示的电压是V DisplayRLD1Es（ 1 ）R s R LDE s2若实际负载不是50 Ω，那么负载上实际得到的电压V o为V o R L E s 1E s（ 2）R s R L2即信号源显示屏上显示的电压与负载上得到的实际电压不一样，V o≠V Display。

函数信号发生器操作手册，EE1640C 型函数信号发生器计数器操作使用说明书，函数信号发生器操作使用方法EE1640C 型函数信号发生器计数器整体外观如下图所示其中各按键和旋钮功能如下：（1）频率显示窗口：显示输出信号的频率或外测频信号的频率（2）幅度显示窗口：显示函数输出信号的幅度（3）频率微调电位器：调节此旋钮可改变输出频率的1 个频程（4）输出波形占空比调节旋钮：调节此旋钮可改变输出信号的对称性。

当电位器处在中心位置时，则输出对称信号。

当此旋钮关闭时，也输出对称信号（5）函数信号输出信号直流电平调节旋钮：调节范围：–10V～10V（空载），-5V～5V（50Ω负载）当电位器处在中心位置时，则为0 电平。

当此旋钮关闭时，也为0 电平（6）函数信号输出幅度调节旋钮：调节范围20dB （7）扫描宽度/调制度调节旋钮：调节此电位器可调节扫频输出的频率宽度。

在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过低通开关进入测量系统。

在调频时调节此电位器可调节频偏范围，调幅时调节此电位器可调节调幅调制度，FSK 调制时调节此电位器可调节高低频率差值，逆时针旋到底时为关调制（8）扫描速率调节旋钮：调节此电位器可以改变内扫描的时间长短。

在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过衰减―20dB‖进入测量系统（9）CMOS 电平调节旋钮：调节此电位器可以调节输出的CMOS 的电平。

当电位器逆时针旋到底（绿灯亮）时，输出为标准的TTL 电平。

（10）左频段选择按钮：每按一次此按钮，输出频率向左调整一个频段。

（11）右频段选择按钮：每按一次此按钮，输出频率向右调整一个频段。

（12）波形选择按钮：可选择正弦波、三角波、脉冲波输出。

（13）衰减选择按钮：可选择信号输出的0 dB、20dB、40 dB、60 dB 衰减的切换。

（14）幅值选择按钮：可选择正弦波的幅度显示的峰－峰值与有效值之间的切换。

（15）方式选择按钮：可选择多种扫描方式、多种内外调制方式以及外测频方式。

什么是函数信号发生器，函数信号发生器的作用，函数信号发生器的工作原理什么是函数信号发生器？函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。

在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。

函数信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。

函数信号发生器的工作原理：函数信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号的设备。

在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其它电参数时，以及测量元器件的特性与参数时，用作测试的信号源或激励源。

它能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波、正弦波，所以在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。

函数信号发生器系统主要由主振级、主振输出调节电位器、电压放大器、输出衰减器、功率放大器、阻抗变换器和指示电压表构成。

当输入端输入小信号正弦波时，该信号分两路传输，一路完成整流倍压功能，提供工作电源;另一路进入一个反相器的输入端，完成信号放大功能。

该放大信号经后级的门电路处理，变换成方波后经输出，输出端为可调电阻。

函数信号发生器产生的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示，函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。

例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频发射，这里的射频波就是载波，把音频、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。

在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。

数字信号发生器原理
数字信号发生器是一种电子仪器，能够产生不同频率、波形和振幅的数字信号。

它是通过数字信号处理技术将数字信号转换成模拟信号输出的设备。

数字信号发生器的原理主要包括数字信号的生成和模拟信号的输出两个方面。

在数字信号的生成过程中，首先需要使用数字信号处理技术生成期望的数字信号。

这个数字信号可以是一系列离散的采样点，也可以是连续的波形。

然后，通过数字信号处理器对数字信号进行加工处理，比如改变信号的频率、波形和振幅等。

在模拟信号的输出过程中，经过数字信号处理器的处理后的数字信号被转换成模拟信号输出。

这个转换过程需要借助数字到模拟信号转换器(DAC)。

DAC将数字信号转换成对应的模拟电压或电流输出，使得数字信号能够在实际电路中使用。

数字信号发生器的工作原理基于数字信号处理技术和模数转换技术。

数字信号处理技术使得数字信号能够方便、灵活地生成和处理，可以实现复杂的信号波形和频率。

而模数转换技术则能够将数字信号转换成模拟信号输出，使得数字信号能够与模拟电路进行交互。

总之，数字信号发生器通过数字信号处理技术生成期望的数字信号，并通过模数转换技术将数字信号转换成模拟信号输出。

它在电子测试、通信、仪器仪表等领域有着广泛的应用。

函数信号发生器原理
函数信号发生器是一种用于产生各种波形信号的电子设备。

它通过内部的电路和算法，根据用户设定的参数来生成特定的信号波形，例如正弦波、方波、脉冲波等。

函数信号发生器的原理基于信号合成和控制电路。

它通常由以下几个主要模块组成：
1. 振荡器：函数信号发生器内部配备一个精确且可控的振荡器，它能够产生一个连续且稳定的基准信号。

通常使用晶体振荡器或压控振荡器作为基准振荡源。

2. 数字控制电路：函数信号发生器通过一个数字控制电路来接收用户设定的参数，例如频率、幅度、相位等信息。

这些参数通过旋钮、按钮或者键盘等输入设备进行设定。

3. 波形生成模块：根据接收到的参数，在函数信号发生器内部的波形生成模块中，通过各种算法和数学计算，来生成各种类型的波形信号。

不同波形的生成算法不同，但它们都保证了所生成的波形信号的一致性、准确性和稳定性。

4. 输出电路：函数信号发生器通常包含一个放大器和一个输出接口，用于将生成的波形信号放大到一定的幅度，并通过输出接口输出给其他设备或测量仪器进行进一步的信号处理或测试。

函数信号发生器一般具有较高的输出频率范围、较低的失真度、快速的频率和幅度变化、精确可调的相位控制等特点。

它广泛
应用于各种领域，如科研实验、电子产品测试、音频信号调试等。

信号发生器的分类信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。

所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。

信号发生器的分类1、正弦信号发生器正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。

按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器；按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器（即信号源）、标准信号发生器（输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下）和功率信号发生器（输出功率达数十毫瓦以上）；按频率改变的方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。

2、低频信号发生器包括音频（200～20000赫）和视频（1赫～10兆赫）范围的正弦波发生器。

主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。

为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。

3、高频信号发生器频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器，一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出，主要用途是测量各种接收机的技术指标，输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到1微伏以下，高频信号发生器的输出信号电平能准确读数，所加的调幅度或频偏也能用电表读出。

此外，仪器还有防止信号泄漏的良好屏蔽。

4、微波信号发生器从分米波直到毫米波波段的信号发生器，信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生，但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势，仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率，每台可覆盖一个倍频程左右，由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上，简易信号源只要求能加1000赫方波调幅，而标准信号发生器则能将输出基准电平调节到1毫瓦，再从后随衰减器读出信号电平的分贝毫瓦值；还必须有内部或外加矩形脉冲调幅，以便测试雷达等接收机。

信号源的基本介绍信号源发展到今天，它的涵盖范围已非常广。

我们可以按照频率范围对它进行分类：超低频(0.1m～1kHz)、音频(20Hz～20kHz)、视频(20kHz～10MHz)、射频及高频(200k～3000MHz)、微波(≥3000MHz)、光波信号源等；按工作原理可以分为：LC 源、锁相源、合成源等。

经常会看到信号源型号前面有几个字母，你知道他们代表什么意思吗？这些字母是有说头的，我来解释解释。

音频信号源(AG)、函数信号源(FG)、功率函数发生器(PFG)、脉冲信号源(PG)、任意函数发生器(AFG)、任意波形发生器(AWG)、标准高频信号源(SG)、射频信号源(RG)、电视信号发生器(TVSG)、噪声信号源(Noise)、调制信号发生器(MSG)、数字信号源(DG)。

一般来说，任意波形发生器(AFG)可提供12 种标准函数波形、脉冲波形、调制波形、扫频和突发信号等，同时可快速编辑任意波形，在中档信号源中极具代表性，是一种革命性的数字产品。

它的基本技术指标与其他的信号源指标相同，但也有特殊的要求。

下面就任意波形发生器(AFG)相关性能指标进行说明。

带宽(Fw)：带宽是所有测量交流仪器必须考虑的技术指标，指仪器输出或能测量的信号幅度衰减-3dB 处的最高频率。

输出幅度(Vpp)：信号源输出信号的电压范围，一般表示为峰- 峰值。

输出通道(CH)：信号源对外界输出的通道数量。

垂直分辨率(DAC)：垂直分辨率与仪器数模转换的二进制字长度（单位：位）有关，位越多，分辨率越高。

数模转换的垂直分辨率决定复现波形的幅度精度和失真。

分辨率不足的数模转换会导致量化误差，导致波形生成不理想。

信号发生器的分类信号发生器是一种用于产生特定频率、幅度和波形的电信号的仪器。

根据不同的应用场景和信号特性，信号发生器可以分为多种类型。

下面将介绍几种常见的信号发生器分类。

一、基本信号发生器基本信号发生器是最简单的一类信号发生器，主要用于产生常规的波形信号，如正弦波、方波、三角波等。

它通常具有固定的频率范围和可调节的幅度。

基本信号发生器常用于电子实验、通信系统测试等领域。

二、函数信号发生器函数信号发生器是一种能够产生多种复杂波形的信号发生器。

它具有丰富的波形选择，如任意波形、噪声信号、脉冲信号等。

函数信号发生器通常具有更高的频率范围和更精确的频率调节能力，适用于高精度测量和频率特性测试。

三、微波信号发生器微波信号发生器是一种专门用于产生微波频率信号的仪器。

微波信号发生器具有更高的频率范围，通常在几百兆赫兹至数十千兆赫兹之间。

它适用于射频通信、雷达系统、卫星通信等高频领域。

四、脉冲信号发生器脉冲信号发生器是一种专门用于产生脉冲信号的仪器。

它可以产生具有不同脉宽、占空比和重复频率的脉冲信号，用于模拟数字电路、计数器、触发器等应用。

脉冲信号发生器通常具有快速上升和下降时间，以确保脉冲信号的准确性和稳定性。

五、音频信号发生器音频信号发生器是一种用于产生音频频率信号的仪器。

它通常用于音频设备测试、音频系统校准和声学研究等领域。

音频信号发生器可以产生不同频率、振幅和相位的音频信号，用于测试音响设备的频率响应、失真等参数。

六、视频信号发生器视频信号发生器是一种用于产生视频信号的仪器。

它可以产生不同标准（如PAL、NTSC、SECAM）的视频信号，并具有丰富的测试模式，如彩条、灰度图、色阶等。

视频信号发生器通常用于电视、监视系统、视频设备测试等领域。

以上是几种常见的信号发生器分类，每种类型的信号发生器都有自己特定的应用领域和功能特点。

在实际应用中，根据需要选择合适的信号发生器可以提高工作效率和测试精度。

随着科技的不断进步，信号发生器的功能和性能也在不断提升，为各行各业的研发和测试工作提供了更多可能性。

函数信号发生器工作原理函数信号发生器是一种可以产生不同形式的波形信号的电子设备。

它通常用于测试电路或设备的响应，及验证系统的可靠性和性能。

本文将介绍函数信号发生器的工作原理及其基本组成。

1、函数信号发生器的基本原理函数信号发生器使用内部电路产生信号波形，这些波形可以是正弦波、方波、三角波等，也可以是随时间变化的任意模拟波形信号，称为任意波形（Arbitrary Waveform）。

任意波形信号可以通过数字信号处理器（DSP）和相应的算法产生，可以控制其幅值、频率、相位、周期等参数，与旋钮手动调节产生的波形相比，任意波形信号更具有可重复性和精度。

任意波形成为了近年来函数信号发生器的重要特点之一。

函数信号发生器的工作原理基于模拟电路和数字技术的结合。

如下图所示，函数信号发生器的主要部件包括信号发生器主控板、波形发生控制板、数字信号处理器（DSP）和高精度数字模拟转换器（DAC）等。

其中波形发生控制板控制信号发生器主控板的输出电压幅值、频率、相位等参数，主控板再将这些参数转换成数字信号通过DSP和DAC产生电压波形输出到信号输出端。

2、函数信号发生器的基本组成（1）信号发生器主控板信号发生器主控板是函数信号发生器的核心控制板，它负责启动、控制和调节函数信号发生器的各种功能。

主控板内包含高速时钟电路、微控制器、输出放大器等部件，通过接收波形控制板发来的指令从而产生需要的波形输出并控制其电压幅值、频率、相位等参数。

（2）波形发生控制板波形发生控制板负责产生波形控制信号，这些信号包括电压幅值、频率、相位等参数。

它和信号发生器主控板通过数字接口连接，主控板根据波形控制板的指令产生相应的波形信号输出。

（3）数字信号处理器（DSP）数字信号处理器（DSP）是函数信号发生器中的重要部件，它用于实现任意波形信号的产生和输出。

DSP通过高精度滤波器将输入的数字信号处理成需要的波形信号，再将这些信号通过DAC转换成模拟信号输出到信号输出端。

函数信号发生器和任意波形发生器对比1、函数信号发生器函数发生器是使用最广的通用信号源信号发生器，提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲波等波形，有的还同时具有调制和扫描功能。

函数波形发生器在设计上分为模拟式和数字合成式。

众所周知，数字合成式函数信号源(DDS)无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟式，其锁相环(PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动(phaseJitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但数字式信号源中，数字电路与模拟电路之间的干扰始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器，如今市场上的大部分函数信号发生器均为DDS信号源。

2、任意波形发生器任意波形发生器，是一种特殊的信号源，不仅具有一般信号源波形生成能力，而且可以仿真实际电路测试中需要的任意波形。

在我们实际的电路的运行中，由于各种干扰和响应的存在，实际电路往往存在各种缺陷信号和瞬变信号，如果在设计之初没有考虑这些情况，有的将会产生灾难性后果。

任意波发生器可以帮您完成实验，仿真实际电路，对您的设计进行全面的测试。

由于任意波形发生往往依赖计算机通讯输出波形数据。

在计算机传输中，通过专用的波形编辑软件生成波形，有利于扩充仪器的能力，更进一步仿真实验。

另外，内置一定数量的非易失性存储器，随机存取编辑波形，有利于参考对比，或通过随机接口通讯传输到计算机作更进一步分析与处理。

有些任意波形发生器有波形下载功能，在作一些麻烦费用高或风险性大的实验时，通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来，然后通过计算机接口传输到信号源，直接下载到设计电路，更进一步实验验证。

泰克推出的AFG3000系列三合一信号源，可以完成以上提到的功能，并且在波形输出的精度、稳定性等方面都有较大提高，是走在行业前列的新一代任意波发生器。

信号源的主要技术指标传统函数发生器的主要指标和新近研发的任意波形发生器的主要指标有一些不同，我们这里分开介绍。