如何提高射频信号发生器的性能

射频信号发生器是我们常用的一种通用电子测试测量仪器，与传统的函数信号发生器不同，它主要用于产生射频的连续波信号，或者是以射频信号为载波的调制信号。射频信号发生器可以作为激励源，广泛应用于电子产品的测试测量和各类电子实验室的电路实验。

许多经济型的射频信号发生器，其技术参数已经基本能够满足基础应用。但对于一些更高的专业领域，关键指标上还有些差距，那么在节省预算的前提下，怎么能够有效地提高射频信号发生器性能，从而拓展它的应用范围呢？在这里安泰Agitek分享几个实用小技巧。

1. 通过外接功率计，提高射频信号发生器的幅度精度

受限于信号发生器本身的输出幅度精度，以及信号发生器和被测件之间连接件的频响特性，到达被测件的信号幅度可能会比预期具有更大的误差。

使用功率计，通过对多个频点的平坦度修正，可以方便地修正线损和信号发生器本身的精度误差。

2. 通过外接高精度恒温晶振，提高射频信号发生器的稳定性，并改善近端相噪水平

我们知道，决定信号发生器频率精度和稳定性的一因素，就是机器使用的参考晶体振荡器。出于成本的考虑，经济型的信号发生器普遍没有采用昂贵的恒温晶振，但是在某些特殊的测试场景，我们会非常关注信号发生器的绝对频率精度，或者随时间和温度的漂移导致的稳定度，这个时候只需要单独采购一个高精度的恒温晶振选件，作为信号发生器的外部参考，就可以有效地解决这个问题。

另外，当频率偏移小于1KHz时，信号发生器发出信号的稳定度和相位噪声将主要由参考时钟决定，采用高精度的恒温晶振，有利于改善信号的近端相噪水平。

3. 通过外接低通滤波器降低射频信号发生器的谐波和杂散

信号发生器在输出设定的基波信号的同时，会伴随有一定幅度的谐波、分谐波和杂波信号，大多数情况下我们是不需要谐波分量的，或者说这些谐波分量的存在会对正常的测试带来一定的干扰。

图1 通过外接低通滤波器提高频谱纯度

如图1所示，我们根据实际测试情况，选择一个合适的低通滤波器连接到信号发生器的输出端，可以有效地过滤掉高频的谐波分量，提高信号的频谱纯度。

接入低通滤波器，难免对输出信号的幅度和平坦度造成一定的影响，我们可以通过提高输出信号电平和外接USB功率计的方法，对平坦度和精度进行补偿。

4. 通过外接功率放大器提高射频信号发生器的Z大输出电平

一般来说，经济型信号发生器的Z大输出电平通常不会大于20dBm，如果你想得到更大的信号功率，外接功率放大器是一个不错的选择。在这里需要注意的是，大信号的谐波电平通常都比较高，外接功放以后，谐波电平增长的幅度会更大，如果你对信号的频谱纯度有一定的要求，可以参考方法三，在功放后面再加一个合适的低通滤波器，从而减小谐波分量对测试结果的影响，如图2所示。

图2 通过外接功率放大器提高Z大输出电平

我们通过外接功放能够提高信号发生器的Z大输出电平，那么外接一个衰减器，是不是能扩展信号发生器的Z小输出电平呢？答案是否定的。通常一个射频信号发生器的Z小输出电平是由这个产品的硬件结构决定的，设计方案决定了它的噪声水平，它能够输出的Z小信号一般要高于这个噪声电平3~5dBm左右。在信号发生器输出小信号的时候，外接一个衰减器，由于衰减器只会对有效信号进行衰减，而对仪器的本底噪声不会有任何影响，这样会使小信号低于机器的底噪，从而无法得到检测。

5. 通过外接衰减器改善射频信号发生器的匹配

信号发生器的测量不确定度，是指由于信号发生器的输出阻抗不是理想的50Ω，使得输出信号进入理想负载后，有一部分会被反射回去，而信号发生器又不能完全吸收这部分反射信号，其中部分反射信号会再次输出到负载，这种来回反射会改变被测器件的有效输入电平，从而导致测量的不确定性。每一个信号发生器都会有一个关键指标VSWR，是专门用于度量它的测量不确定度的。

改善射频信号发生器测量不确定度的一个简单有效方法，就是在信号发生器输出端外接一个匹配良好的固定衰减器。

当我们对某个指标有较高要求，而手上的信号发生器达不到的时候，可以使用以上的几种方法作为临时的解决方案。但是这些方法，均需要增加一些额外的成本，并且会使整个测试系统变得更加复杂，所以在运用的时候，需要进行综合考虑，确保既能够达到我们的测试目的，又不引入新的误差。想要了解更多关于射频信号发生器的知识，欢迎访问安泰测试网www.agitek.cn。