2.6 拓展学习 专用信号发生器

上面学习的是一些通用信号发生器，除此之外，针对一些特定的应用，为了适用于某种特定的测量条件和测量对象，还需要用到一些专用信号发生器，如任意波形发生器、电视信号发生器和调频立体声信号发生器等。

1．任意波形发生器

任意波形发生器（Arbitrarily Wave Generator）具有产生任意波形的能力，其基本原理框图如图2-29所示。

任意波形发生器的工作原理主要是利用了数字直接频率合成技术（DDS）。要产生波形的样点数据通过编程存储在波形存储器（RAM）中，由地址计数器输出地址数据，使波形存储器中的数据顺序地出现在数-模转换器（DAC）的输入口，则DAC就会产生正比于其输入口的数字数据电压。当地址循环通过地址计数器计数时，波形数据就被转换成电压波形，在DAC中周期性地输出。由于电压控制振荡器的输出作为地址计数器的时钟，因而其时钟速率是可变的，从而使输出波形的周期（或频率）可变。时钟速率越高，输出波形的频率也越高，最后幅值经放大后再通过可变衰减输出任意波形。

只要可利用数字形式存储，任意波形发生器就可以模拟产生各种波形，如正弦波、方波、脉冲序列、三角波、升余弦、斜波、心律波和sinx/x（门函数）波等。波形数据通常可由用户自行设计通过计算机软件载入，也可由数字存储示波器采集后载入，因此任意波形发生器具有强大的波形可定制能力，用来满足一些需要特殊波形的测试应用场合，广泛应用于科研院所、高等院校和企业厂矿等各个领域中。几种常用的复杂波形如图2-30所示。

与其他信号发生器一样，任意波形发生器输出频率的覆盖范围也受到器件的制约，主要是DAC的性能、波形存储器的容量和地址计数器的最高时钟速率等因素限制了任意波形发生器的输出频率范围。例如美国安捷伦（Agilent）公司的8770A型任意波形发生器，可以输出的任意波形频率范围是0～50MHz。任意波形发生器的其他国外主要生产厂家还有美国的泰克（Tektonix）公司和德国的R&S公司，其产品型号和技术指标可访问相关网站。

2．电视信号发生器

电视信号发生器是用来调试、检查、测试和维修电视机、电视发射台及差转台的专用信号源。它能够提供多种图像测试信号，可以对电视机的主要性能指标进行测试，下面以上海无线电仪器厂生产的S305A型全频道彩色电视信号发生器为例进行简要介绍。

图2-31所示是其原理组成框图，它能输出棋盘、格子、圆、横条、竖条、横灰度、灰度7种黑白信号和红色场、绿色场、蓝色场、白色场、四失量、特殊图、彩条7种彩色信号，以及上述信号的组合（如将圆和格子组合在一起），能有效地测试电视机的各种性能。

主要工作原理如下所述。

脉冲信号形成电路用于产生复合同步、复合消隐以及形成各种图像信号所需的控制脉冲。复合同步、复合消隐信号送往视频混合电路，控制脉冲送往黑白视频信号形成电路。脉冲形成电路还通过面板向外直接输出复合同步信号和25Hz信号，供示波器测试时作外触发信号源。黑白视频信号形成电路用于产生7种黑白图像信号，色度形成电路用于产生7种彩色图像信号。RC振荡器产生1kHz音频信号，作为伴音调制信号。外调制输入也可作为伴音调制信号，当外调制信号从插孔输入时，RC振荡器自动停振。6.5MHz调频器是一个内含变容二极管的压控振荡电路，在伴音调制信号调制下产生调频伴音信号。视频混合电路对复合同步信号、复合消隐信号、伴音信号及选择开关选择出来的黑白或彩色图像信号进行叠加，形成正、负极性的全电视信号，送往视频放大电路放大并输出。

除视频输出外，S305A还提供射频（RF）输出。由视频混合电路送出的另一路视频信号经隔离级分别送往VHF、UHF调制器，对VHF、UHF振荡器载波信号进行幅度调制，形成VHF、UHF频道（VHF：1～12频道；UHF：13～56频道）的电视信号，经放大后由输出孔输出。

仪器实例

目前，有些国外电视信号发生器以其使用方便、性能优良得到了广泛的应用。例如美国福禄克（FLUKE）电子仪器仪表公司生产的FLUKE54200型电视信号发生器的基本功能如表2-4所示，面板结构如图2-32所示，具体技术指标可查阅相关网站。