信號(hào)發(fā)生器在測(cè)試系統(tǒng)中有明確規(guī)定的任務(wù)：模擬被測(cè)設(shè)備(DUT)在正常工作時(shí)可能遇到的信號(hào)。這種信號(hào)過去只是正弦波、脈沖或經(jīng)過模擬調(diào)制的信號(hào)。但隨著通信格式不斷發(fā)展而不再局限于簡(jiǎn)單的調(diào)幅(AM)和調(diào)頻(FM)，對(duì)信號(hào)發(fā)生器的要求正變得越來越高。隨著越來越多地設(shè)備使用數(shù)字調(diào)制格式(和非傳統(tǒng)的信號(hào)格式，如跳頻和超寬帶(UWB)通信)，新的信號(hào)發(fā)生器必須能夠模擬采用復(fù)雜數(shù)字調(diào)制方案的多頻信號(hào)。不僅如此，信號(hào)發(fā)生器的外形也在發(fā)生變化，從傳統(tǒng)的機(jī)架式或臺(tái)式儀器發(fā)展到了更緊湊的模塊，在曾經(jīng)是一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器占用的空間內(nèi)現(xiàn)在可以擺放多臺(tái)分立信號(hào)源。

傳統(tǒng)的機(jī)架式信號(hào)發(fā)生器仍然在執(zhí)行它們份內(nèi)的測(cè)試任務(wù)，有時(shí)作為獨(dú)立的儀器，有時(shí)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的一部分，而大多數(shù)主要的測(cè)試設(shè)備制造商都能提供種類繁多的微波信號(hào)發(fā)生器，并且通常按頻率范圍來分類。選擇一款信號(hào)發(fā)生器要求匹配儀器的性能水平和實(shí)際應(yīng)用需求，而頻率范圍、輸出功率、頻率和電平切換速度以及頻譜純度等參數(shù)通常是人們做出合理選擇的關(guān)鍵。

當(dāng)然，沒有一臺(tái)信號(hào)發(fā)生器能夠滿足所有測(cè)試應(yīng)用的需求，試圖提供足夠的帶寬、輸出功率、調(diào)諧速度和頻譜純度只會(huì)導(dǎo)致高昂的、可能超過大多數(shù)(如果不是全部)預(yù)算的價(jià)格。因此，大多數(shù)商用的信號(hào)發(fā)生器在銷售時(shí)會(huì)劃分為寬帶、通用儀器(如10MHz至18GHz)或“特定頻帶”儀器(覆蓋用戶感興趣的特定頻率，如用于衛(wèi)星通信和電信應(yīng)用的3.7GHz至4.2GHz和5.9GHz至6.4GHz)。本文將重點(diǎn)討論比較傳統(tǒng)的寬帶測(cè)試信號(hào)源。后續(xù)文章將介紹其它一些信號(hào)發(fā)生器類型，包括任意波發(fā)生器(AWG)和矢量信號(hào)發(fā)生器(VSG)。

在第一類具有寬調(diào)諧范圍的信號(hào)發(fā)生器內(nèi)，Giga-tronics公司的2550B型產(chǎn)品(圖1)僅憑一臺(tái)儀器和一個(gè)(2.4mm)連接器就覆蓋了2GHz至50GHz的頻率范圍，并且通過一個(gè)選項(xiàng)還可以把頻率范圍擴(kuò)展至10kHz。2500B系列中還有其它一些信號(hào)發(fā)生器，分別覆蓋10kHz至2.5GHz、2GHz至8GHz、2GHz至20GHz、2GHz至26.5GHz和2GHz至40GHz的頻率范圍，所有這些信號(hào)發(fā)生器都具有0.001Hz的頻率調(diào)諧分辨率。這些信號(hào)發(fā)生器可以提供許多對(duì)衛(wèi)星測(cè)試應(yīng)用來說極有價(jià)值的特性，包括大輸出功率、較快的切換速度和低相位噪聲。標(biāo)配下的輸出功率在20GHz以下超過+20dBm，穩(wěn)定到500MHz以下的新頻率所需的時(shí)間不到550μs，幅度穩(wěn)定時(shí)間不到500μs。10GHz載波，1kHz偏移時(shí)的相位噪聲是-102dBc/Hz；10GHz載波，10kHz偏移時(shí)的相位噪聲是-108dBc/Hz，在50GHz范圍內(nèi)諧波通常小于-30dBc，雜散通常小于-50dBc。

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圖1：2550B型信號(hào)發(fā)生器具有寬調(diào)諧范圍，標(biāo)準(zhǔn)頻率范圍是2GHz至50GHz，并可擴(kuò)展至10kHz。

在了解了有關(guān)頻譜純度的這些指標(biāo)后，還需要注意，性能水平是頻率的函數(shù)，特別是在比較不同制造商的信號(hào)發(fā)生器時(shí)。以2550B型為例，從100MHz直到39.6GHz范圍內(nèi)的諧波通常是-50dBc，在更高和更低頻帶諧波性能則較低。同樣，在直到10.1GHz的頻率范圍內(nèi)，雜散性能可達(dá)-66dBc，在10.1GHz至39.6GHz范圍內(nèi)雜散性能可達(dá)-54dBc。這些性能水平不僅是基頻振蕩器、基準(zhǔn)振蕩器、產(chǎn)生信號(hào)發(fā)生器微波頻率所用的頻率合成方法的函數(shù)，而且是產(chǎn)生最高頻帶所用的乘法方案的函數(shù)。

其它寬帶臺(tái)式信號(hào)發(fā)生器包括安捷倫科技公司(Agilent Technologies)的MXG和PSG儀器、Anritsu公司的MG37000A系列信號(hào)發(fā)生器和羅德與施瓦茨公司(R&S)的R&S SMF100A微波信號(hào)發(fā)生器。所有這些信號(hào)發(fā)生器都包含達(dá)到毫米波頻率的版本，并具有很好的輸出功率和優(yōu)秀的頻譜純度。例如，MXG系列信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍為100kHz至20GHz、31.8GHz或40GHz，并且都具有0.01Hz頻率分辨率。20GHz以下的標(biāo)準(zhǔn)輸出功率為+11dBm，20GHz至40GHz的標(biāo)準(zhǔn)輸出功率為+7dBm，另有選項(xiàng)可將20GHz以下的輸出功率提升至+18dBm，將20GHz至40GHz范圍的輸出功率提升至+12dBm。

當(dāng)工作在一系列編程頻率(列表模式)時(shí)，作為衡量切換到特定分辨率內(nèi)的新頻率所需時(shí)間的指標(biāo)——頻率穩(wěn)定時(shí)間或切換速度在5ms或5ms以下(在比較這些數(shù)字時(shí)，認(rèn)識(shí)到不同制造商可能使用不同的穩(wěn)定時(shí)間定義很重要)。作為一個(gè)可選功能，切換速度可以被加速到典型的600μs。與許多典型的信號(hào)發(fā)生器一樣，標(biāo)準(zhǔn)配置時(shí)的輸出電平可以降低至約-20dBm，利用選配的內(nèi)部步進(jìn)衰減器還可以降低到-90dBm。相位噪聲典型值是-98dBc/Hz(6GHz或12GHz載波，20kHz偏移)。20GHz以下的諧波典型值為-60dBc，20GHz至40GHz的諧波典型值為-56dBc。而24GHz以下的雜散典型值為-50dBc，24GHz到40GHz時(shí)的雜散典型值是-45dBc。MXG信號(hào)發(fā)生器擁有大量調(diào)制選項(xiàng)，包括調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)、相位調(diào)制和脈沖調(diào)制。