信号发生器简介

    源技术发祥于电力电子技术，通常认为1960年左右是电力电子技术的起源，其发展由现代追溯回上世纪，分别经历了变频器时代、逆变器时代和整流器时代。

    信号源是一种常用于各大实验室及教学等场所，能为其他设备提供低噪声的标准电信号的供电仪器，信号源部分采用多级稳压方法，对传统信号源的开关稳压或线性稳压结构进行优化改进。其中前级稳压采用与开关稳压功能相近的工频变压器，主要实现交流信号与直流信号的转换，再经整流滤波进行初步稳压；而后级稳压利用线性稳压的高精度低噪声，对前级稳压输出的直流信号做二次稳压处理，核心控制部分采用ARM处理器芯片与FPGA芯片共同组成的多核心控制方案，对于普遍采用的单核ARM核心或单核FPGA核心更具有优势。其中ARM处理器的主要功能为信号采集获取、信号处理及滤波等功能，FPGA则控制数字信号与模拟信号之间的转换与输出等功能，两者相互独立却又相辅相成，共同承担模块的核心控制功能。

    信号发生器技术原理

    频率合成技术是现在最为广泛使用的直接数字合成技术（DDS），由于其具备的低相位噪声与高分辨率特性，并且在输出不同频率时DDS能够保持连续的相位。这种技术特性使其能够方便实现相位、频率和幅度调制，使得其广泛应用在现代信号发生器研究领域。直接数字频率合成基本结构图如图1-1所示。其主要由时钟发生器，数据存储，相位累加器以及DAC数模转换合成技术等组成。主要原理是将信号的幅度值取样量化为不同数值后按照不同的相位存储进波形查找表，然后按照相关时序在每个时钟的上升沿，通过读取相关的相位地址来读取幅度值最后进行数模转换输出。

    图1-1DDS结构框图

    直接数字频率合成是以奈奎斯特抽样定理和数字频率合成为基础。直接数字频率合成是已知经过量化并存储于波形ROM表中的数据，采用相位累加的方法把数据表中的数据取出在经过数模转换和低通滤波还原模拟信号的过程。构框图中f为系统基准时钟，通过设定不同的频率控制字K使得每经过一个时钟脉冲上升沿N位相位累加寄存器的值增加K，这个值作为波形数据表的地址信号，在对应时钟的上升沿对波形存储器进行查表输出相应的数字信号。数字量对应波形的某一个幅度值，波形数据ROM表的输出值经过数模转换形成一定频率的模拟信号，通过低通滤波后输出平滑的模拟信号。