信號發(fā)生器核心原理:模擬/數(shù)字調(diào)制與波形合成的技術對比
更新時間:2025-08-12 點擊次數(shù):94
信號發(fā)生器的核心原理在于通過模擬或數(shù)字調(diào)制技術,結(jié)合波形合成方法,生成滿足不同測試需求的電信號,二者在信號處理方式、性能特點及應用場景上存在顯著差異。
模擬調(diào)制技術通過連續(xù)變化的物理量(如電壓、電流)直接控制載波信號的幅度、頻率或相位。其典型實現(xiàn)方式包括調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM),通過模擬電路(如乘法器、壓控振蕩器)實現(xiàn)信號調(diào)制。該技術的優(yōu)勢在于硬件實現(xiàn)簡單、成本低,且能直接反映信號的連續(xù)變化特性,適用于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)、音頻信號處理及工業(yè)控制場景。例如,在模擬廣播中,F(xiàn)M調(diào)制通過頻率偏移提升抗噪性,而AM調(diào)制因?qū)崿F(xiàn)簡單仍用于中長波通信。然而,模擬調(diào)制對噪聲敏感,頻譜利用率較低,且難以實現(xiàn)復雜信號處理算法。
數(shù)字調(diào)制技術則以離散數(shù)字信號為基礎,通過二進制符號映射控制載波狀態(tài)。其典型形式包括幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)及高階正交幅度調(diào)制(QAM)。數(shù)字調(diào)制通過數(shù)字信號處理器(DSP)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)實現(xiàn),具備抗干擾能力強、頻譜效率高和可編程性好的特點。例如,5G通信采用256QAM調(diào)制,在相同帶寬下傳輸數(shù)據(jù)量提升8倍;衛(wèi)星通信通過32APSK調(diào)制實現(xiàn)50Mbps吞吐量。數(shù)字調(diào)制還支持自適應編碼、信道均衡等高級功能,但硬件成本較高,需高性能處理器支持。
波形合成技術是信號發(fā)生器的另一核心。模擬信號發(fā)生器通過振蕩器(如LC諧振電路)直接生成標準波形(正弦波、方波等),而數(shù)字信號發(fā)生器采用直接數(shù)字合成(DDS)技術,通過相位累加器、查找表和DAC生成任意波形。DDS技術具有頻率分辨率高、切換速度快和相位連續(xù)性好的優(yōu)勢,可實現(xiàn)微秒級頻率跳變,滿足高速通信測試需求。