射頻信號發(fā)生器是我們常用的一種通用電子測試測量?jì)x器，與傳統的函數信號發(fā)生器不同，它主要用于產(chǎn)生射頻的連續波信號，或者是以射頻信號為載波的調制信號。射頻信號發(fā)生器可以作為激勵源，廣泛應用于電子產(chǎn)品的測試測量和各類(lèi)電子實(shí)驗室的電路實(shí)驗。

決定一款射頻信號發(fā)生器性能的因素有很多，總結起來(lái)，起關(guān)鍵作用的有三個(gè)方面：

1）研發(fā)工程師的設計經(jīng)驗

2）消耗的硬件成本

3）生產(chǎn)所采用的校準測試平臺和耗費的時(shí)間

許多經(jīng)濟型的射頻信號發(fā)生器，其技術(shù)參數已經(jīng)基本能夠滿(mǎn)足基礎應用。但對于一些更高的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，關(guān)鍵指標上還有些差距，那么在節省預算的前提下，怎么能夠有效地提高射頻信號發(fā)生器性能，從而拓展它的應用范圍呢？本文將分享幾個(gè)實(shí)用小技巧。

一、通過(guò)外接功率計，提高射頻信號發(fā)生器的幅度精度

受限于信號發(fā)生器本身的輸出幅度精度，以及信號發(fā)生器和被測件之間連接件的頻響特性，到達被測件的信號幅度可能會(huì )比預期具有更大的誤差。

圖1  射頻信號發(fā)生器外接USB功率計

如圖1所示，深圳市鼎陽(yáng)科技SSG3000X和SSG5000X系列射頻信號發(fā)生器，均支持主流的USB功率計，通過(guò)對多個(gè)頻點(diǎn)的平坦度修正，可以方便地修正線(xiàn)損和信號發(fā)生器本身的精度誤差。

圖2  通過(guò)外接USB功率計修正多個(gè)頻點(diǎn)的平坦度

二、通過(guò)外接高精度恒溫晶振，提高射頻信號發(fā)生器的穩定性，并改善近端相噪水平

我們知道，決定信號發(fā)生器頻率精度和穩定性的唯一因素，就是機器使用的參考晶體振蕩器。出于成本的考慮，經(jīng)濟型的信號發(fā)生器普遍沒(méi)有采用昂貴的恒溫晶振，但是在某些特殊的測試場(chǎng)景，我們會(huì )非常關(guān)注信號發(fā)生器的jue對頻率精度，或者隨時(shí)間和溫度的漂移導致的穩定度，這個(gè)時(shí)候只需要單獨采購一個(gè)高精度的恒溫晶振選件，作為信號發(fā)生器的外部參考，就可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題。
另外，當頻率偏移小于1kHz時(shí)，信號發(fā)生器發(fā)出信號的穩定度和相位噪聲將主要由參考時(shí)鐘決定，采用高精度的恒溫晶振，有利于改善信號的近端相噪水平。

三、通過(guò)外接低通濾波器降低射頻信號發(fā)生器的諧波和雜散

信號發(fā)生器在輸出設定的基波信號的同時(shí)，會(huì )伴隨有一定幅度的諧波、分諧波和雜波信號，大多數情況下我們是不需要諧波分量的，或者說(shuō)這些諧波分量的存在會(huì )對正常的測試帶來(lái)一定的干擾。

圖3  通過(guò)外接低通濾波器提高頻譜純度

如圖3所示，我們根據實(shí)際測試情況，選擇一個(gè)合適的低通濾波器連接到信號發(fā)生器的輸出端，可以有效地過(guò)濾掉高頻的諧波分量，提高信號的頻譜純度。
接入低通濾波器，難免對輸出信號的幅度和平坦度造成一定的影響，我們可以通過(guò)提高輸出信號電平和外接USB功率計的方法，對平坦度和精度進(jìn)行補償。

四、通過(guò)外接功率放 大器提高射頻信號發(fā)生器的最 大輸出電平

一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟型信號發(fā)生器的最 大輸出電平通常不會(huì )大于20dBm，如果你想得到更大的信號功率，外接功率放 大器是一個(gè)不錯的選擇。在這里需要注意的是，大信號的諧波電平通常都比較高，外接功放以后，諧波電平增長(cháng)的幅度會(huì )更大，如果你對信號的頻譜純度有一定的要求，可以參考方法三，在功放后面再加一個(gè)合適的低通濾波器，從而減小諧波分量對測試結果的影響，如圖4所示。

圖4  通過(guò)外接功率放 大器提高最 大輸出電平

我們通過(guò)外接功放能夠提高信號發(fā)生器的最 大輸出電平，那么外接一個(gè)衰減器，是不是能擴展信號發(fā)生器的最小輸出電平呢？答案是否定的。通常一個(gè)射頻信號發(fā)生器的最小輸出電平是由這個(gè)產(chǎn)品的硬件結構決定的，設計方案決定了它的噪聲水平，它能夠輸出的最小信號一般要高于這個(gè)噪聲電平3~5dBm左右。在信號發(fā)生器輸出小信號的時(shí)候，外接一個(gè)衰減器，由于衰減器只會(huì )對有效信號進(jìn)行衰減，而對儀器的本底噪聲不會(huì )有任何影響，這樣會(huì )使小信號低于機器的底噪，從而無(wú)法得到檢測。

五、通過(guò)外接衰減器改善射頻信號發(fā)生器的匹配

信號發(fā)生器的測量不確定度，是指由于信號發(fā)生器的輸出阻抗不是理想的50Ω，使得輸出信號進(jìn)入理想負載后，有一部分會(huì )被反射回去，而信號發(fā)生器又不能完全吸收這部分反射信號，其中部分反射信號會(huì )再次輸出到負載，這種來(lái)回反射會(huì )改變被測器件的有效輸入電平，從而導致測量的不確定性。每一個(gè)信號發(fā)生器都會(huì )有一個(gè)關(guān)鍵指標VSWR，是專(zhuān)門(mén)用于度量它的測量不確定度的。
改善射頻信號發(fā)生器測量不確定度的一個(gè)簡(jiǎn)單有效方法，就是在信號發(fā)生器輸出端外接一個(gè)匹配良好的固定衰減器，如圖5所示。

圖5  通過(guò)外接衰減器提高測量不確定度

當我們對某個(gè)指標有較高要求，而手上的信號發(fā)生器達不到的時(shí)候，可以使用以上的幾種方法作為臨時(shí)的解決方案。但是這些方法，均需要增加一些額外的成本，并且會(huì )使整個(gè)測試系統變得更加復雜，所以在運用的時(shí)候，需要進(jìn)行綜合考慮，確保既能夠達到我們的測試目的，又不引入新的誤差。