文 献 综 述
一、引言
在工业自动化系统中，经常要用一些信号作为测量基准信号或输出信号。例如在许多数据采集和测量系统中需要自身带有一定精度的信号发生器，为系统提供标准的测试信号。在产品开发过程中，为了能对电子产品进行测试和校正，必须使用适当精度的信号发生器，所使用信号发生器的输出信号精度应高于被检测系统精度的一个数量级，至少也就高于被检测系统精度3-4倍。受检测设备的精度越高，对信号发生器的精度要求也就越高。
随着科学技术的发展，现代电子测量对信号源频率的准确度和稳定度的要求也越来越高。例如在无线电通信系统中，蜂窝通信频段在912MHZ并以30KHZ步进。为此，信号源频率稳定度的要求必须优于10-6数量级。作为电子系统必不可少的信号源，在很大程度上决定了系统的性能，因而常称之为电子系统的“心脏”。传统的信号源采用振荡器，只能产生少数几种波形，自动化程度较低，且仪器体积大，灵活性与准确度差。而现在要求信号源能产生波形的种类多，频率高，而且还要体积少，频率稳定，还要可靠性高，操作灵活，使用方便以及可由计算机控制。
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我们衡量或评定一个信号发生器的精度时，主要是对其中最基本和最重要的部分即正弦信号进行检测。检验正弦信号性能的重要指标是频率准备度和频率稳定度、信噪比和谐波畸变。根据个人的理解，我认为信号发生器大致可以分为两类：模拟振荡式和数字式。模拟振荡式信号源又可以分为反馈式和负阻式两类。对于数字信号发生器来说，按照所用数模转换器所起的作用来区分又可分为数模转换型和Σ—Δ数字调制型，对于Σ—Δ数字调制型来说，按照一位Σ—Δ码的生成方式，又可分为ROM型和DSP型。其基本分类情况如图1所示。
三、各类信号发生器的特点
首先要讲到的就是模拟振荡式信号发生器，振荡器是一种可自动地将直流通电源的能量转换为一定波形的交变振荡能量的装置。振荡器的种类有很多。从振荡电路中有源器件的特性和形成振荡的原理来看，可把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两类。前者是利用有源器件和选频电路根据正反馈原理所组成的振荡电路，后者是利用负阻器件的负阻效应来产生振荡的。按照输出信号又可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。一个非常简单的电容反馈三端式模拟振荡式信号发生器基本原理如图2所示，振荡器输出的正弦波工作频率近似等于并联回路的谐振频率。
由上图直观可知，模拟振荡式信号发生器是最简单的一种信号发生器。优点是器件数量少，线路简单，制造成本低，易于调试。缺点是模拟振荡式信号发生器难以获得很高的输出信号精度和稳定度。一般只用于一些精度不太高的设备中。
数字式中的数模转换型信号发生器基本原理是：首先将连续正弦信号抽样并量化使之成为数字正弦信号存入ROM或EPROM中，然后通过查表周期地读出这些数字样值并送往D/A转换器转换，最后经模拟低通滤波平滑后，输出所需要的模拟正弦信号，其基本工作框图如图3所示：