射頻信號(hào)發(fā)生器原理和性能

射頻信號(hào)發(fā)生器是一種常用的通用電子測試和測量儀器。它是一種基本的測試儀器，必須用于微波測試和開發(fā)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器不同，它主要用于生成射頻連續(xù)波信號(hào)或以射頻信號(hào)為載波的調(diào)制信號(hào)。射頻信號(hào)發(fā)生器可以作為激勵(lì)來源，為其他測試儀器提供正確的測試條件，而不是測量任何指標(biāo)，以測量被測單元的輸出信號(hào)。它廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的測試和測量以及各種電子實(shí)驗(yàn)室的電路實(shí)驗(yàn)中。

本文詳細(xì)介紹了射頻信號(hào)發(fā)生器的原理和提高射頻信號(hào)發(fā)生器性能的五種方法。射頻信號(hào)發(fā)生器，射頻信號(hào)源射頻信號(hào)發(fā)生器原理主要組件振蕩器：射頻信號(hào)發(fā)生器中最重要的組件，接收來自控制器的命令設(shè)置輸出所需的頻率放大器：將振蕩器輸出信號(hào)放大到特定的功率電平衰減器：有助于確保射頻信號(hào)發(fā)生器輸出端的阻抗匹配，同時(shí)，衰減器可以自動(dòng)調(diào)整，以確保信號(hào)源輸出電平的穩(wěn)定性和精度。一般來說，衰減器的增量步進(jìn)為0.1dB控制：射頻信號(hào)發(fā)生器的控制中心控制輸出頻率。輸出功率。調(diào)制模式，也可以接收遠(yuǎn)程控制命令。

現(xiàn)代頻率合成技術(shù)經(jīng)常采用間接合成的方法，通過鎖定相將主振源的頻率與參考頻源的頻率聯(lián)系起來，所需的硬件設(shè)備較少，可靠性高，頻率范圍廣。調(diào)諧振蕩器信號(hào)通過反饋網(wǎng)絡(luò)后的信號(hào)和參考頻率源的信號(hào)在頻率鑒定器/相位鑒定器中輸出一個(gè)影響電壓。通過回路濾波器作為調(diào)諧電壓，調(diào)諧振蕩器的頻率被修正。

當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，兩個(gè)頻率之間的差值為零，成為相位鎖定?；芈窞V波器是一種低通濾波器，具有一定的增益。它可以過濾掉相位鑒定頻率及其諧波，從而獲得調(diào)諧振蕩器輸出頻率的**相位噪聲。提高射頻信號(hào)發(fā)生器性能的五種方法。許多經(jīng)濟(jì)型射頻信號(hào)發(fā)生器的技術(shù)參數(shù)基本上可以滿足基本應(yīng)用。然而，對于一些較高的專業(yè)領(lǐng)域，在關(guān)鍵指標(biāo)上仍存在一些差距。在節(jié)約預(yù)算的前提下，如何有效提高射頻信號(hào)發(fā)生器的性能，從而擴(kuò)大其應(yīng)用范圍?高精度射頻信號(hào)發(fā)生器也可作為測量和校準(zhǔn)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源(參考源)，以便于校準(zhǔn)儀器發(fā)生器可以廣泛應(yīng)用于領(lǐng)域。

射頻信號(hào)發(fā)生器：

1.通過外部功率計(jì)提高射頻信號(hào)發(fā)生器的振幅精度。由于信號(hào)發(fā)生器本身的輸出振幅精度以及信號(hào)發(fā)生器與被測試件之間連接器的頻率響應(yīng)特性，到達(dá)被測試件的信號(hào)振幅可能比預(yù)期更大。

2.通過連接高精度恒溫晶體振蕩器，提高射頻信號(hào)發(fā)生器的穩(wěn)定性，提高近端相噪聲水平。機(jī)器使用的參考晶體振蕩器是決定信號(hào)發(fā)生器頻率精度和穩(wěn)定性的**因素?？紤]到成本，經(jīng)濟(jì)信號(hào)發(fā)生器一般不使用昂貴的恒溫晶體振蕩器，但在一些特殊的測試場景中，我們將非常關(guān)注信號(hào)發(fā)生器的絕對頻率精度，或隨著時(shí)間和溫度漂移的穩(wěn)定性，這次只需要購買高精度恒溫晶體振蕩器，作為信號(hào)發(fā)生器的外部參考，就可以有效地解決這個(gè)問題。此外，當(dāng)頻率偏移小于1kHz時(shí)，信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)的穩(wěn)定性和相噪聲將主要由參考時(shí)鐘決定，使用高精度恒溫晶體振蕩器，有利于提高信號(hào)的近端噪聲水平。

3.通過外部低生器的諧波和雜散信號(hào)發(fā)生器通過外部低散信號(hào)發(fā)生器，伴有一定范圍的諧波。在大多數(shù)情況下，我們不需要諧波組件，或者這些諧波組件的存在會(huì)對正常的測試造成一定的干擾。根據(jù)實(shí)際測試，我們選擇了一個(gè)合適的低通濾波器連接到信號(hào)發(fā)生器的輸出端，可以有效地過濾掉高頻諧波組件，提高信號(hào)的頻譜純度。接入低通濾波器不可避免地會(huì)對輸出信號(hào)的振幅和平整度產(chǎn)生一定的影響。我們可以通過提高輸出信號(hào)水平和外部USB功率計(jì)來補(bǔ)償平整度和精度。

4.通過外部功率放大器提高射頻信號(hào)發(fā)生器的最大輸出電平。一般來說，經(jīng)濟(jì)信號(hào)發(fā)生器的最大輸出電平通常不大于20dbm。如果你想獲得更大的信號(hào)功率，外部功率放大器是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。這里需要注意的是，大信號(hào)的諧波電平通常相對較高。外部功率放大器后，諧波電平將增加更多。如果您對信號(hào)的頻譜純度有一定的要求，請參考方法3。在功率放大器后面添加一個(gè)合適的低通量濾波器，以減少諧波分量對測試結(jié)果的影響。通過外部功率放大器，我們可以提高信號(hào)發(fā)生器的最大輸出電平。外部衰減器是否可以擴(kuò)展信號(hào)發(fā)生器的最小輸出電平?答案是否定的。一般來說，射頻信號(hào)發(fā)生器的最小輸出電平是由產(chǎn)品的硬件結(jié)構(gòu)決定的。設(shè)計(jì)方案決定了其最小噪聲電平。當(dāng)信號(hào)發(fā)生器輸出小信號(hào)時(shí)，外部衰減器只會(huì)衰減有效信號(hào)，不會(huì)影響儀器的底部噪聲，使小信號(hào)低于機(jī)器的底部噪聲，無法檢測。

5.通過外部衰減器改善射頻信號(hào)發(fā)生器匹配信號(hào)發(fā)生器測量不確定性，是指信號(hào)發(fā)生器輸出阻抗不是理想的50Ω，使輸出信號(hào)進(jìn)入理想負(fù)載，部分反射，信號(hào)發(fā)生器不能完全吸收這部分反射信號(hào)，部分反射信號(hào)將再次輸出到負(fù)載，這種來回反射將改變測量裝置的有效輸入水平，導(dǎo)致測量的不確定性。每個(gè)信號(hào)發(fā)生器都有一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)VSWR，專門用來測量其測量不確定性。提高射頻信號(hào)發(fā)生器測量不確定性的一種簡單有效的方法是在信號(hào)發(fā)生器的輸出端連接一個(gè)匹配的固定衰減器。當(dāng)我們對一個(gè)指標(biāo)有很高的要求，而我們手中的信號(hào)發(fā)生器無法達(dá)到它時(shí)，我們可以使用上述方法作為臨時(shí)解決方案。然而，這些方法需要增加一些額外的成本，并將使整個(gè)測試系統(tǒng)更加復(fù)雜。因此，在應(yīng)用時(shí)，有必要進(jìn)行綜合考慮，以確保我們的測試目的能夠在不引入新誤差的情況下實(shí)現(xiàn)。根據(jù)JJG173-2003信號(hào)發(fā)生器檢定規(guī)程和JJG502-2017合成信號(hào)發(fā)生器檢定規(guī)程，R&DSyn5551信號(hào)發(fā)生器是一種經(jīng)濟(jì)**的射頻微波信號(hào)發(fā)生器。該信號(hào)發(fā)生器采用直接數(shù)字合成和鎖相技術(shù)，輸出頻率高達(dá)30gHz，具有低成本、低諧波、低相噪聲、寬頻率、快速切換等特點(diǎn)。它是為用戶量身定制的高性價(jià)比測試信號(hào)解決方案。

該信號(hào)發(fā)生器廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)量、國防和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，主要用于各種整機(jī)、系統(tǒng)和部件的測試，提供激勵(lì)或模擬模擬信號(hào)，非常適用于0~30GHz的各種射頻段和微波段的開發(fā)，包括P、L、S、C、X、Ku、Ka等。

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審核編輯：湯梓紅