信號發(fā)生器的關(guān)鍵性能指標直接影響其輸出信號的精度、穩(wěn)定性和適用性，尤其在通信、雷達、電子測量和科研領(lǐng)域中至關(guān)重要。以下從頻率特性、幅度特性、相位特性、調(diào)制功能、雜散與噪聲、動態(tài)特性、環(huán)境適應性七個維度詳細闡述核心指標：

一、頻率特性

1. 頻率范圍

• 定義：信號發(fā)生器能輸出的最低頻率（fmin）到最高頻率（fmax）。
• 典型值：
  • 低頻信號發(fā)生器：0.01Hz~1MHz（如音頻測試）。
  • 射頻信號發(fā)生器：10kHz~6GHz（如5G基站測試）。
  • 微波信號發(fā)生器：10MHz~40GHz（如衛(wèi)星通信）。
• 重要性：決定設(shè)備能否覆蓋目標應用頻段（如Wi-Fi 6需支持5.925GHz）。

2. 頻率分辨率

• 定義：頻率調(diào)整的最小步進值（Δf）。
• 典型值：
  • 通用信號發(fā)生器：1Hz（如Keysight 33500B）。
  • 高精度信號發(fā)生器：1μHz（如R&S SMW200A）。
• 應用場景：需要精細頻率控制的場景（如原子鐘測試）。

3. 頻率準確度

• 定義：輸出頻率與標稱頻率的偏差，通常以相對誤差表示（fnom∣fout?fnom∣）。
• 典型值：
  • 普通設(shè)備：±50ppm（如函數(shù)發(fā)生器）。
  • 高精度設(shè)備：±0.1ppm（如銣鐘參考的信號發(fā)生器）。
• 影響因素：參考源穩(wěn)定性（如OCXO vs. TCXO）、溫度漂移、老化效應。

4. 頻率穩(wěn)定度

• 短期穩(wěn)定度：
  • 定義：1秒內(nèi)頻率的波動（如Allan方差）。
  • 典型值：1×10?12（如氫原子鐘參考的信號發(fā)生器）。
• 長期穩(wěn)定度：
  • 定義：1天或1年內(nèi)的頻率漂移。
  • 典型值：±1ppm/年（如OCXO參考設(shè)備）。
• 測試方法：通過頻率計數(shù)器連續(xù)監(jiān)測輸出頻率。

二、幅度特性

1. 輸出幅度范圍

• 定義：信號發(fā)生器能輸出的最小幅度（Amin）到最大幅度（Amax）。
• 典型值：
  • 射頻信號發(fā)生器：-130dBm~+20dBm（如Keysight E8257D）。
  • 功率放大器選項：可擴展至+30dBm（如1W輸出）。
• 應用場景：接收機靈敏度測試（需低至-120dBm）或功率放大器測試（需高至+30dBm）。

2. 幅度準確度

• 定義：輸出幅度與標稱幅度的偏差，通常以dB表示（∣Aout?Anom∣）。
• 典型值：±0.5dB（如R&S SMB100A）。
• 影響因素：衰減器精度、功率計校準誤差、溫度漂移。

3. 幅度平坦度

• 定義：在頻率范圍內(nèi)，輸出幅度隨頻率變化的波動。
• 典型值：±0.2dB（10kHz~1GHz）（如Anritsu MG3690C）。
• 測試方法：使用功率計在不同頻率點測量輸出幅度。

三、相位特性

1. 相位噪聲

• 定義：信號頻譜純度的度量，表示在偏離載波頻率（foffset）處的單邊帶功率密度與載波功率的比值（dBc/Hz）。
• 典型值：
  • 普通設(shè)備：-100dBc/Hz@10kHz偏移（如函數(shù)發(fā)生器）。
  • 高精度設(shè)備：-160dBc/Hz@10kHz偏移（如OCXO參考的信號發(fā)生器）。
• 重要性：影響雷達距離分辨率、通信系統(tǒng)誤碼率。

2. 相位連續(xù)性

• 定義：頻率或幅度切換時，輸出信號的相位是否保持連續(xù)。
• 典型場景：
  • 相位連續(xù)：適合調(diào)制信號生成（如QPSK）。
  • 相位不連續(xù)：可能導致調(diào)制信號失真。
• 測試方法：使用示波器觀察相位跳變。

四、調(diào)制功能

1. 模擬調(diào)制

• AM（調(diào)幅）：
  • 調(diào)制深度：0%~100%（如Keysight ESG-D系列支持100%深度）。
  • 調(diào)制頻率：10Hz~100kHz（如音頻調(diào)制）。
• FM（調(diào)頻）：
  • 頻偏：±1kHz~±10MHz（如R&S SMIQ03支持±75MHz）。
  • 調(diào)制頻率：10Hz~100kHz。
• PM（調(diào)相）：
  • 相位偏移：±180°（如Anritsu MG3690C支持±360°）。
  • 調(diào)制頻率：10Hz~100kHz。

2. 數(shù)字調(diào)制

• PSK（相移鍵控）：
  • 支持BPSK、QPSK、8PSK等（如R&S SMU200A支持1024QAM）。
• QAM（正交幅度調(diào)制）：
  • 支持16QAM、64QAM、256QAM等（如Keysight N5182B支持1024QAM）。
• OFDM（正交頻分復用）：
  • 支持子載波數(shù)量、符號率等參數(shù)配置（如5G NR測試）。

3. 脈沖調(diào)制

• 脈沖寬度：10ns~1s（如R&S SMBV100A支持10ns分辨率）。
• 占空比：0.1%~99.9%（如Keysight 81160A支持0.001%分辨率）。
• 上升/下降時間：<5ns（如微波信號發(fā)生器）。

五、雜散與噪聲

1. 諧波失真

• 定義：輸出信號中基波的整數(shù)倍頻率分量的功率與基波功率的比值（dBc）。
• 典型值：
  • 普通設(shè)備：-30dBc（二次諧波）。
  • 高精度設(shè)備：-60dBc（如R&S SGS100A）。
• 測試方法：使用頻譜分析儀測量諧波分量。

2. 非諧波雜散

• 定義：輸出信號中非基波整數(shù)倍頻率分量的功率（如寄生調(diào)制、交叉調(diào)制）。
• 典型值：<-70dBc（如Keysight E8267D）。
• 重要性：影響通信系統(tǒng)接收機靈敏度。

3. 殘余調(diào)幅/調(diào)頻

• 定義：在未施加調(diào)制時，輸出信號中殘留的幅度或頻率調(diào)制。
• 典型值：
  • 殘余調(diào)幅：<0.1%（如R&S SMU200A）。
  • 殘余調(diào)頻：<1Hz（如OCXO參考設(shè)備）。

六、動態(tài)特性

1. 頻率切換時間

• 定義：從當前頻率切換到目標頻率所需的時間。
• 典型值：
  • 普通設(shè)備：1ms~100ms（如函數(shù)發(fā)生器）。
  • 高精度設(shè)備：<10μs（如R&S SMT06支持5μs切換）。
• 應用場景：跳頻通信系統(tǒng)測試。

2. 幅度切換時間

• 定義：從當前幅度切換到目標幅度所需的時間。
• 典型值：<10μs（如Keysight N5182B支持1μs切換）。
• 應用場景：功率控制測試。

3. 調(diào)制信號切換時間

• 定義：從當前調(diào)制類型切換到目標調(diào)制類型所需的時間。
• 典型值：<1ms（如R&S SMU200A支持100μs切換）。
• 應用場景：多模通信設(shè)備測試。

七、環(huán)境適應性

1. 溫度范圍

• 定義：信號發(fā)生器能正常工作的環(huán)境溫度范圍。
• 典型值：
  • 商用設(shè)備：0℃~+50℃（如Keysight 33600A）。
  • 軍用設(shè)備：-40℃~+85℃（如R&S SMA100B）。
• 影響：溫度過高可能導致參考源頻率漂移。

2. 振動與沖擊

• 定義：信號發(fā)生器能承受的振動和沖擊強度。
• 典型值：
  • 振動：5Hz~500Hz，0.5g峰值（如機載設(shè)備）。
  • 沖擊：50g，11ms半正弦波（如車載設(shè)備）。
• 測試標準：MIL-STD-810G。

3. 海拔與濕度

• 海拔：
  • 典型值：0~3000m（如R&S SMB100A）。
  • 高海拔設(shè)備：0~5000m（如高原測試用）。
• 濕度：
  • 典型值：5%~95%非凝結(jié)（如Keysight E8257D）。
  • 高濕度設(shè)備：支持凝結(jié)環(huán)境（如海洋測試用）。

八、其他關(guān)鍵指標

1. 接口與控制

• GPIB/USB/LAN：支持遠程控制（如SCPI命令）。
• 觸發(fā)輸入/輸出：支持外部觸發(fā)同步（如10MHz參考輸入）。
• 顯示屏與按鍵：人機交互友好性（如觸摸屏設(shè)計）。

2. 尺寸與重量

• 便攜式設(shè)備：<2kg（如手持信號發(fā)生器）。
• 機架式設(shè)備：19英寸標準機架安裝（如Keysight N5193A）。

3. 功耗

• 典型值：
  • 便攜式設(shè)備：<20W（如電池供電）。
  • 機架式設(shè)備：<200W（如高功率輸出）。

九、案例分析：5G NR信號發(fā)生器關(guān)鍵指標

需求場景

• 測試5G NR基站，需支持：
  • 頻率范圍：24.25GHz~52.6GHz（毫米波頻段）。
  • 調(diào)制方式：256QAM、OFDM。
  • 相位噪聲：<-120dBc/Hz@10kHz偏移。
  • 雜散抑制：<-70dBc。

設(shè)備選型

• 推薦型號：R&S SMW200A
  • 頻率范圍：100kHz~67GHz（支持毫米波）。
  • 調(diào)制功能：支持5G NR信號生成（包括256QAM和OFDM）。
  • 相位噪聲：-135dBc/Hz@10kHz偏移（OCXO參考）。
  • 雜散抑制：<-80dBc（通過數(shù)字預失真技術(shù)）。
  • 動態(tài)特性：頻率切換時間<50μs，幅度切換時間<10μs。

十、常見誤區(qū)與注意事項

通過全面評估頻率特性、幅度特性、相位特性、調(diào)制功能、雜散與噪聲、動態(tài)特性及環(huán)境適應性，可精準選擇滿足應用需求的信號發(fā)生器，確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。