信號(hào)發(fā)生器有多種不同的形式。的信號(hào)發(fā)生器類型包括任意波形、函數(shù)和射頻信號(hào)發(fā)生器，以及基本的模擬輸出模塊。這些類型的特性和功能各不相同，適用于許多不同的應(yīng)用。
    任意波形發(fā)生器 (AWG)通常提供深存儲(chǔ)器、寬動(dòng)態(tài)范圍和高帶寬，以滿足通信、IC 元件和系統(tǒng)測(cè)試等應(yīng)用的需求。AWG 從 PC 接收用戶定義的數(shù)據(jù)，并使用該數(shù)據(jù)生成任意波形。AWG 用戶可以將他們想要生成的波形列表到 AWG 的板載內(nèi)存中。通常，實(shí)際波形和播放它們的波形排序指令都存儲(chǔ)在板上。

    要從 AWG 生成波形，必須首先創(chuàng)建任意波形本身。生成序列通常以 TTL 硬件觸發(fā)器開始。波形由單獨(dú)的樣本構(gòu)建，生成采樣率由板載采樣時(shí)鐘決定。

    圖 1：波形通過內(nèi)存?zhèn)鬟f至 DAC，DAC 將數(shù)字樣本轉(zhuǎn)換為所需的模擬輸出。
    有多種模式可從內(nèi)部采樣時(shí)鐘時(shí)基 (100MHz VCXO) 獲取采樣時(shí)鐘，包括直接數(shù)字合成 (DDS)和 Div/N 時(shí)鐘，以及提供外部時(shí)鐘的模式。為板載鎖相環(huán)提供頻率參考有多種選擇。
    波形通過內(nèi)存?zhèn)鬟f至 DAC（上圖 1），DAC 將數(shù)字樣本轉(zhuǎn)換為所需的模擬輸出波形。在 DAC 之前，樣本經(jīng)過數(shù)字濾波，之后模擬波形通過模擬濾波器。這些數(shù)字和模擬濾波器通過插值提高有效采樣率并通過諧波低通濾波器消除雜散信號(hào)，從而提高信號(hào)質(zhì)量。大多數(shù)情況下，這些過濾器是軟件可編程的。
    波形循環(huán)
    AWG 允許您指定 AWG 可以重復(fù)以構(gòu)建復(fù)雜波形的波形段。由于 AWG 將波形存儲(chǔ)在板載存儲(chǔ)器中，因此波形的長度受到限制。波形循環(huán)有助于生成具有多次重復(fù)的子組件的信號(hào)。循環(huán)波形段可提高存儲(chǔ)效率并增加波形的潛在持續(xù)時(shí)間。
    AWG 還可以指定每個(gè)波形階段由波形段和循環(huán)信息組成。它們按順序生成每個(gè)定義的波形階段。通過結(jié)合排序和循環(huán)，您可以使用少的內(nèi)存構(gòu)建高度復(fù)雜的波形。AWG 可以為每個(gè)階段指定不同的波形段，盡管轉(zhuǎn)變不一定是相位連續(xù)的。
    ，許多 AWG 具有模擬函數(shù)發(fā)生器功能。在這種情況下，當(dāng)要求輸出標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)波形時(shí)，將在軟件中創(chuàng)建該波形，到 AWG 并播放。這與完整的 DDS 技術(shù)不同。函數(shù)發(fā)生器可創(chuàng)建內(nèi)置波形，例如頻率可調(diào)的正弦波、方波或三角波。它們不需要計(jì)算機(jī)的連續(xù)輸入或大內(nèi)存緩沖區(qū)，因?yàn)樵O(shè)備動(dòng)態(tài)生成波形。
    函數(shù)發(fā)生器可以是基于模擬的，也可以是基于數(shù)字的?；谀M的函數(shù)發(fā)生器使用模擬硬件來創(chuàng)建簡單的函數(shù)，并且通常在應(yīng)用程序需要指定頻率的靜態(tài)正弦波或方波時(shí)使用。

    基于數(shù)字的函數(shù)發(fā)生器使用 DDS、DAC、信號(hào)處理和單周期內(nèi)存緩沖區(qū)來動(dòng)態(tài)創(chuàng)建信號(hào)。DDS 是一種在數(shù)字控制下從單個(gè)參考時(shí)鐘頻率導(dǎo)出模擬頻率源的技術(shù)。DDS 產(chǎn)生高頻精度和分辨率、溫度穩(wěn)定性、寬帶調(diào)諧、andraid、相位連續(xù)頻率切換。

    圖 2：在 DDS 函數(shù)發(fā)生器中，函數(shù)波形的一個(gè)完整周期存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 LUT 中。
    “除以 N”
    許多信號(hào)發(fā)生器通過將內(nèi)部時(shí)基除以整數(shù)因子來創(chuàng)建時(shí)鐘信號(hào)。這稱為除以 N 方法。但是，這給出了一組有限的時(shí)鐘頻率。AWG，甚至幾個(gè)時(shí)鐘頻率發(fā)生器，可以使用 DDS 以非常特定的更新頻率生成時(shí)鐘信號(hào)，這是 N 分頻時(shí)鐘無法提供的。
    函數(shù)波形的一個(gè)完整周期存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器查找表中（上圖 2）。相位累加器跟蹤輸出函數(shù)的當(dāng)前相位。為了輸出非常慢的頻率，樣本之間的德爾塔相位會(huì)非常小。例如，慢速正弦波的δ相位可以為1 0。

    波形的樣本 0 將是正弦波在 0 0處的幅度，波形的樣本 1 將是正弦波在 1 0處的幅度，依此類推。 正弦波的所有 360 個(gè)0 ，或恰好一個(gè)周期，將在 360 個(gè)樣本后輸出。較快的正弦波可具有10 0的相位。這里，正弦波的一個(gè)周期將以 36 個(gè)樣本輸出。如果采樣率恒定，慢速正弦波的頻率將比快速正弦波慢 10 倍。

    表 1：信號(hào)發(fā)生器類型的特性和功能各不相同，適用于許多不同的應(yīng)用。
    此外，恒定的 Delta 相位將需要恒定的正弦波頻率輸出。然而，DDS技術(shù)允許用戶通過頻率列表快速改變信號(hào)的Delta相位。函數(shù)發(fā)生器可以指定包含階段的頻率列表，每個(gè)階段由波形頻率和持續(xù)時(shí)間信息組成。
    它們按順序生成每個(gè)定義的頻率階段。通過創(chuàng)建頻率列表，您可以構(gòu)建復(fù)雜的頻率掃描或跳頻信號(hào)。DDS 允許函數(shù)發(fā)生器從一個(gè)階段到下一個(gè)階段進(jìn)行相位連續(xù)轉(zhuǎn)換。
    矢量信號(hào)發(fā)生器為科學(xué)研究、通信、消費(fèi)電子、航空航天/國防和 IC 測(cè)試應(yīng)用以及軟件定義無線電、RFID 和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等新興領(lǐng)域提供了高度靈活且功能強(qiáng)大的解決方案。