什么是射频信号发生器？

射频信号发生器为使用射频的测试应用生成所需的波形。 其中一种射频信号发生器是模拟信号发生器（ASG），它可以生成幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制和脉冲调制等信号。 随着信号调制变得越来越复杂，您需要使用矢量信号发生器（VSG）来生成这类复杂的数字信号。 矢量信号发生器常用的调制格式有正交相移键控（QPSK）、正交幅度调制（QAM）和二进制相移键控（BPSK）。

射频信号发生器/信号源有哪些应用？

信号发生器是用于评测射频应用的理想工具。 其日常应用包括全球导航卫星系统（GNSS）、5G、航空电子设备和雷达等等。 它们还支持您灵活地测试真实条件下的减损和接收机衰落。

信号发生器/信号源射频技术指标

主要介绍信号发生器及其射频技术指标，如功率、精度和速度以及高级的功能，如调制、频谱纯度和失真。

信号发生器种类繁多，它们拥有不同的外形，可以提供不同的功能。

外形：您需要的是台式仪器还是模块化仪器？

台式是许多信号发生器的传统外形。它是我们通常在工作台和机架上看到的典型框式仪 器。这种仪器配备前面板显示器和控件，能让您快速、轻松地设置和调试故障。台式信号发生器具有全面的功能，覆盖射频到微波以及模拟到矢量的范围。

另一种正在迅速普及的形式是 PXIe。PXIe 信号发生器的外形紧凑，因此通常用于需要 多个通道的应用中。第三代 PCIe 现在支持最高 24 GB/s 的系统带宽，从而提升了高性 能应用（例如采用 FPGA 流处理 streaming 方式将 I/Q 数据传输给基带发生器，或数 字预失真应用等）的测试吞吐量。PXIe 信号发生器使用的应用软件与台式信号发生器相 同，在从产品开发到制造和支持的全过程中保证了测量一致性和兼容性。

模拟、矢量和捷变信号发生器

信号发生器也根据能力进行了分类。最早的信号发生器，譬如用于测试声音设备的信号 发生器，是模拟信号发生器。模拟信号发生器的基本功能是提供连续波（CW）正弦信 号。现代的模拟信号发生器也能够进行幅度、频率、相位和脉冲调制。当今模拟信号发 生器的最大频率接近 70 GHz。

矢量信号发生器则是更新一代的信号发生器，能够进行复杂的正交幅度调制（QAM）。 矢量信号发生器采用内置正交（也称为 IQ）调制器来生成复杂的调制制式，如正交相移键控（QPSK）和 1024 QAM。

快速扫描频率和幅度列表的能力是一个重要的属性，特别是在制造测试中。捷变信号发生器的初衷是提高速度。这类信号发生器能够快速改变信号的频率、幅度和相位。这一功能非常适用于大批量的无线器件测试。

图2. 一个 32-QAM 调制信号。

信号发生器关键技术指标概览

要为工作任务选择合适的信号发生器，您需要对性能技术指标有所了解。技术指标代表的是信号发生器的能力，其中关键的三点是频率、幅度和频谱纯度性能。我们来分别看一看。

信号发生器的频率

频率技术指标定义的是信号发生器的范围、分辨率、精度和切换速度。

范围指的是信号发生器可以输出的最大和最小输出频率。

分辨率是最小的频率变化。

精度是信号源的输出频率与设定频率的接近程度。

切换速度指的是输出稳定到所需频率的快慢程度。

图3. 具有频率和幅度读数的频谱分析。

信号发生器的功率

功率技术指标包括范围、分辨率和切换速度。

范围指信号发生器的最大和最小输出功率之间的差。信号发生器的输出衰减器的设 计决定了它的范围是多大。输出衰减器允许信号发生器输出极小的信号，用来测试 接收机的灵敏度。

信号源的分辨率表示可能的最小功率增量。

切换速度衡量的是信号源从一个功率电平变换到下一个功率电平的快慢程度。

图4. 功率输出范围和输出精度示意图。

信号发生器的频谱纯度

频谱纯度技术指标包括相位噪声、杂散和谐波性能。

频谱纯度技术指标包括相位噪声、杂散和谐波性能

问题：频谱纯度中的F0是基波，0.5F0是什么意思，2F0是什么意思，来源是什么，代表什么？

答案：F0是基波的频率；2F0是由于功率控制部分中的放大器器件会产生非线性失真，导致出现各种频率，2F0也是其中之一；0.5F0是因为在频率合成部分的锁相环电路本身是对从参考源输入信号进行倍频，并通过一个X2乘法器来得到想要的输出信号F0，如果乘法器的隔离度不好，则输出会出现倍频后的信号0.5F0。

什么叫频谱纯度?

评估连续波信号质量好坏的一个重要指标是频谱纯度。频谱纯度指的是输出信号的理想程度。理想的连续波信号在频域上是一条单脉冲，没有噪声的存在。 但实际上信号发生器由非理想元器件制成，因此输出的连续波信号会受到噪声的影响，偏离理想状态，因此会产生噪声和失真。

频谱纯度的技术指标包含相位噪声，杂散和谐波性能。

什么是相位噪声？

简单地说，相位噪声就是短期频率稳定度的频域表征方式，如果单频信号非常稳定的话，从频谱上看其边带会随着远 离主频的位置逐渐降低，一般我们比较关心偏离主频100Hz,1kHz,10kHz处的边带，若是对数坐标，此处边带的幅值与主频幅值相减，单位是 dBc，再换算成单位带宽内，单位为dBc/Hz。

通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。

相噪表征的是信号频率的稳定度，频域上就是噪声边带，也就是相位噪声。在时域上与之对应的叫做信号的抖动。

相位噪声指标主要在频域上进行描述，用一定频偏（offset）下单边带（SSB）噪声功率谱密度与载波功率比值来表示，该指标等效为被测信号随机相位误差的功率谱密度。

相位噪声的作用主要讲三个场景：

一是雷达，雷达以特定频率发射脉冲，并测量返回脉冲的频率变化。相位噪声过高，会掩盖主频附近的微弱信号，接收机就无法识别运动目标。

二是数字调制中比如QPSK ，LO 信号的相位噪声转换成了混频器的输出。对于高阶的调制方案，相位噪声会导致符号重叠，导致误码率增加。

第三个场景是OFDM ，OFDM是使用许多较为接近的正交子载波信号来同时传输数据，本地振荡器的相位噪声会将子载波的相位噪声扩展到其他子载波，对其他子载波产生干扰。相位噪声会在OFDM系统中引入公共相位误差和载波间干扰，破坏子载波间的正交性，从而导致系统性能下降。

相位噪声主要来自本振，由信号源振荡器内部的噪声带来（如参考源中产生本振信号的振荡器，锁相环中的VCO）。

杂散是非随机的或确定性的信号，它是在混合和分割信号以获得载波频率时造成 的。这些信号可能与载波存在和谐或不和谐的关系。杂散输出是输入频率整数倍的和与差。宽带本底噪声来源于热噪声，主要影响灵敏度。

图 5. 信号纯度测量。

谐波是在基频的整数倍处出现的杂散。谐波杂散是由信号发生器中所用元器件的非线性特征引起的。倍频器是产生大范围频率和输出功率所需用到的非线性组件。

次谐波是频率低于基频的杂散。信号源中用来扩展频率输出的倍频器是次谐波的主要来源。

图6. 杂散测量

阅读我们的信号发生器，查看是德科技信号发生器的完整清单，以便满足您的各种测试需求。