許多工程師把調試和設計檢驗等任務看作純粹的“測量”挑戰(zhàn)，隨即會把示波器或邏輯分析儀看成解決問題的整個方案。但是，這些采集儀器在工作中有一個重要的配套儀器：激勵儀器-信號發(fā)生器。
完整的測量系統(tǒng)
一提到電子測量，可能進入人們腦海的首先東西是采集儀器，其通常是示波器或邏輯分析儀。但是，只有在能夠采集某類信號時，這些工具才能進行測量。在許多情況下，這些信號是沒有的，除非在外部提供信號。
例如，應力測量放大器不生成信號，而只是提高其從傳感器中收到的信號功率。類似的，數字地址總線上的復用器也不發(fā)起信號，而是引導來自計數器、寄存器和其它單元的信號流量。但不可避免的是，必需在連接饋電的電路之前測試放大器或復用器。為使用采集儀器測量這些器件的行為，您必須在輸入上提供激勵信號。
再舉一個例子，工程師必須檢定新出現(xiàn)的電路，保證新硬件在全系列操作范圍及之上的范圍內滿足設計規(guī)范，這稱為余量測試或極限測試。這一測量任務要求完整的解決方案，這個解決方案要能夠生成信號及進行測量。數字電路的檢定系列工具與模擬/混合信號電路不同，但這兩者都必須包括激勵儀器和采集儀器。
信號發(fā)生器或信號源是與采集儀器配套使用的激勵源，構成了完整測量解決方案的兩個單元。這兩個工具接在被測器件(dut)的輸入端子和輸出端子上，如圖1所示。在各種配置中，信號發(fā)生器可以以模擬波形、數字數據碼型、調制、故意失真、噪聲等形式提供激勵信號。為進行有效的設計、檢定或調試測量，應同時考慮解決方案中的這兩個單元。
圖1.大多數測量要求使用由信號發(fā)生器及采集儀器配套組成的解決方案。觸發(fā)連接簡化了dut輸出信號的捕獲工作。
信號發(fā)生器
顧名思義，信號發(fā)生器是作為電子測量激勵源的信號來源。大多數電路要求某種幅度隨時間變化的輸入信號。信號可以是真實的雙極ac1信號(峰值在接地參考點上下振蕩)，也可以在dc偏置(可正可負)范圍內變化。它可以是正弦波或其它模擬函數、數字脈沖、二進制碼型或純任意波形。
信號發(fā)生器可以提供“理想”的波形，它可以在其提供的信號中增加已知的、數量和類型可重復的失真(或誤差)。參見圖2。這一特點是信號發(fā)生器大的特點，因為通常不可能只使用電路本身在所需的時間和地點創(chuàng)建可以預測的失真。在存在這些失真的信號時，dut響應可以揭示其處理落在正常性能條件外的極限情況。
圖2.(上)理想的波形;(下)“實際環(huán)境”波形。通用信號發(fā)生器可以為器件極限測試和檢定提供受控的失真和畸變。
模擬信號還是數字信號？
目前，大多數信號發(fā)生器基于數字技術。許多信號發(fā)生器可以同時滿足信號和數字信號要求，但的解決方案通常是為手邊的應用(模擬應用或數字應用)優(yōu)化功能的信號發(fā)生器。
任意波形發(fā)生器(awg)和函數發(fā)生器主要針對模擬信號應用和混合信號應用。這些儀器采用采樣技術，構建和改變幾乎可以想到的任何形狀的波形。一般來說，這些發(fā)生器有1-4個輸出。在某些awg中，還使用單獨的標記輸出(協(xié)助觸發(fā)外部儀器)及以數字形式表示每個樣點數據的同步數字輸出，以補充這些主要的采樣模擬輸出。
數字波形發(fā)生器(邏輯源)包括兩類儀器。脈沖發(fā)生器驅動來自少量輸出的方波或脈沖流，其頻率通常非常高。這些工具常用于對數字器件執(zhí)行測試。碼型發(fā)生器也稱為數據發(fā)生器或數據定時發(fā)生器，一般提供8條、16條或更多的同步數字脈沖流，作為計算機總線、數字電信單元等的激勵信號。
圖3.信號發(fā)生器可以使用標準波形、用戶創(chuàng)建的波形或捕獲的波形，在需要的地方對專門測試應用增加損傷。
基本信號發(fā)生器應用
信號發(fā)生器有數百種不同的應用，但在電子測量中，這些應用可以分成三種基本類型：檢驗、檢定和極限/余量測試。有代表性的部分應用如下：
檢驗
測試數字模塊化發(fā)射機和接收機
開發(fā)新型發(fā)射機和接收機硬件的無線器件設計人員必須模擬基帶i&q信號，信號中可以帶損傷或不帶損傷，檢驗其是否滿足新興的和專有的無線標準。某些高性能任意波形發(fā)生器可以以高達12.5gbps的速率提供所需的低失真、高分辨率信號，并支持兩條獨立通道，一條用于“i”相位，另一條用于“q”相位。
有時，需要使用實際rf信號測試接收機。在這種情況下，可以使用采樣率高達200ms/s的任意波形發(fā)生器，直接合成rf信號。
檢定
測試數模轉換器和模數轉換器
新開發(fā)的數模轉換器(dac)和模數轉換器(adc)必須進行窮盡測試，以確定其線性度、單調性和失真的極限。awg可以同時生成多個同相的模擬信號和數字信號，以高達12.5gbps的速度驅動這些器件。
極限/余量測試
測試通信接收機極限
處理串行數據流結構(通常用于數字通信總線和磁盤驅動器放大器中)的工程師必需使用損傷測試器件極限，特別是抖動和定時超限。通過提供的內置抖動編輯和發(fā)生工具，信號發(fā)生器使工程師節(jié)約了數不清的時間。這些儀器可以使關鍵信號邊沿位移低20ps。
信號發(fā)生技術
可以通過多種方式，使用信號發(fā)生器創(chuàng)建波形。選擇的方法取決于提供的與dut有關的信息及其輸入要求；是否需要增加失真或錯誤信號及其它變量。現(xiàn)代高性能信號發(fā)生器為生成波形至少提供了三種方式：
創(chuàng)建：全新的電路激勵和測試信號。
復制：合成沒有提供的實際環(huán)境信號(從示波器或邏輯分析儀中捕獲)。
生成：理想的或極限測試的參考信號，適用于特定容限的行業(yè)標準。
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