在電子測試測量領(lǐng)域,信號發(fā)生器堪稱 “信號之源”,為各類電子設(shè)備與系統(tǒng)的研發(fā)、測試及校準提供關(guān)鍵激勵信號,其技術(shù)水平直接影響測試精度與效率。深入了解信號發(fā)生器技術(shù),對儀商網(wǎng)用戶把握行業(yè)動態(tài)、精準選型意義重大。
從基礎(chǔ)原理看,信號發(fā)生器核心在于產(chǎn)生特定頻率、波形與幅度的電信號。傳統(tǒng)模擬信號發(fā)生器多基于 LC 振蕩電路,通過電感與電容組合產(chǎn)生正弦波等基礎(chǔ)波形,經(jīng)放大器調(diào)整幅度,濾波器優(yōu)化波形純度。但這種方式頻率精度有限,如早期模擬信號發(fā)生器頻率精度多在 ±100ppm。
隨著技術(shù)革新,直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)崛起。DDS 借助數(shù)字邏輯電路,依據(jù)相位累加器、波形存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)工作。先在相位累加器中對參考時鐘進行相位累加,再根據(jù)累加結(jié)果從波形存儲器讀取對應(yīng)波形數(shù)據(jù),經(jīng) DAC 轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。這使信號發(fā)生器分辨率大幅提升,可達 μHz 級,頻率切換速度極快,能在微秒級完成。像 Keysight 部分高端型號,利用 DDS 技術(shù)實現(xiàn) 10μHz 頻率分辨率,滿足高速、高精度測試需求。
不同類型信號發(fā)生器各有獨特技術(shù)要點。射頻信號發(fā)生器,在 5G 通信測試中,需具備超寬帶信號生成能力,以支持 5G 高達 400MHz 甚至 1GHz 帶寬信號。同時,要保證極低誤差矢量幅度(EVM)和相位噪聲性能,如測試 256QAM 等高階調(diào)制信號時,EVM 典型值需優(yōu)于 - 45dB。任意波形發(fā)生器側(cè)重于復(fù)雜波形生成,高采樣率和深存儲深度是關(guān)鍵。如 Keysight M8199A 采樣率達 256GSa/s,可生成 120GHz 帶寬超寬帶信號,用于模擬復(fù)雜電磁環(huán)境等場景。
當下,信號發(fā)生器技術(shù)朝著更高頻率、更寬帶寬、更低噪聲方向發(fā)展。隨著 6G 研究推進,太赫茲頻段(100GHz 以上)信號發(fā)生器研發(fā)提上日程,面臨信號在空氣中衰減嚴重、高頻段測試損耗大等挑戰(zhàn),需研發(fā)高性能天線與近場測試技術(shù)應(yīng)對。在多通道同步方面,Massive MIMO 測試對通道間相位同步要求達納秒級,精密時鐘同步技術(shù)成為保障測試精度的核心。
信號發(fā)生器技術(shù)持續(xù)迭代,為電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入強大動力。儀商網(wǎng)用戶在選擇信號發(fā)生器時,應(yīng)依據(jù)自身應(yīng)用場景,如通信、工業(yè)自動化、科研等,綜合考量頻率范圍、精度、帶寬、調(diào)制方式等技術(shù)指標,挑選適配產(chǎn)品,緊跟行業(yè)技術(shù)前沿,把握發(fā)展機遇。