信号发生器的基础知识介绍

更新时间：2026-07-31

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信号发生器（英文：Signal Generator）是一种能够产生各种电信号波形的设备。

生成的信号可作为任何设备的测试信号使用。可生成的信号范围广泛，从高频（RF）标准信号和音频信号（包括无线通信中的数字调制）到产生脉冲波的信号。

信号发生器用于在对被测设备或高频通信组件进行被测设备测定测试前，利用模拟信号进行模拟和实际评估，并用于调试和调整。

信号发生器设计用于生成测试信号波形作为参考设备，因此不用于测量目的。这与用于评估目标物理量的测量设备不同，如示波器、数字万用表和频谱分析仪。

信号发生器产生的波形信号现在通过输入数字信号转换为模拟信号。实际上，由一个称为数字直接合成振荡器（DDS）的数字电路执行此操作。

DDS由相位累加器、波形ROM和D/A转换器组成，相位累加器由锁存器和加法器组成。通过与时钟同步并累积频率设定值N，生成与N成正比的数字化三角波。通过根据数据指定波形ROM地址，并用模数转换器将输出波形转换为模拟波形，再通过低频滤波器传递，可以获得平滑的模拟波形。

通常，由于存储在波形ROM中的波形是正弦波，输出波形也是正弦波。回到逆傅里叶变换的基本思想，考虑到任何波形都可以通过合成正弦波生成，通过将生成的伪正弦波组合起来，信号发生器基本上可以产生任何波形。

信号发生器有多种类型，但以下两种是代表性的例子。

函数发生器是通用的信号发生器之一。在信号发生器中，数字技术的进步促使开发出能够用单一信号发生器生成任意波形的模型。

通过使用函数发生器，你可以模拟任何类型的信号，从而在对被测设备进行现场测试前，利用伪信号进行模拟、调试和调整。此外，用于生成高频（RF）数字调制波形的信号发生器也被广泛用于与频谱分析仪和功率计一起，用于表征射频电子元件。

信号发生器还包括高频（RF）数字调制波形，产生复杂的调制波形，如5G和WiFi信号。该测量设备称为矢量标准信号发生器（数字标准信号发生器），内置了I/Q调制器。

因此，可以上转换到如1024QAM或QPSK等I/Q调制方法。当与IQ基带发生器结合时，该信号发生器可以在通信系统支持的信息带宽范围内仿真并输出大多数信号。

信号发生器与电压电流计、信号分析仪和功率计一起，构成了测量电子电路的核心部分。近年来，即使是复杂的调制数字系统，测量仪器制造商也开始提供测量环境，通过与PC上的专用软件应用结合，轻松生成任意信号。

除了支持复杂和现代的数字系统外，还有商业测量套件，方便电子和电气电路初学者轻松生成信号。这款产品不支持最新的复杂信号，因此你可以在网上以非常实惠的价格购买。

该信号生成套件允许即使是电子和电路初学者，也能自由调整基本正弦波、三角波、脉冲波形及其他信号的输出及其工作频率，使其在小型电子电路的实验验证中极为有用。

近年来，一些测量仪器厂商建立了EDA环境，允许将这些实际信号波形直接纳入电路仿真，使其对射频和模拟/数字电路设计者极为可靠。

例如，关于射频非线性操作对数字调制信号波形失真的影响，通常会在实际测量中输入调制波形以评估输出波形，或通过IMD（互调失真）等行为验证替代方案，然后反馈回路设计。

然而，如今，实际调制信号波形本身可以集成到射频模拟电路或电路模拟器中的前端模块中，从而在模拟器中的电路设计中检查如EVM（调制精度）等通信系统特性。