一般說來信號發(fā)生器，都有低頻和高頻之分。我們低頻比較多叫的是信號發(fā)生器，而高頻叫信號源。這篇講的是信號發(fā)生器的基礎(chǔ)知識。
1、認識函數(shù)信號發(fā)生器
信號發(fā)生器一般區(qū)分為函數(shù)信號發(fā)生器及任意波形發(fā)生器，而函數(shù)波形發(fā)生器在設(shè)計上又區(qū)分出模擬及數(shù)字合成式。眾所周知，數(shù)字合成式函數(shù)信號源無論就頻率、幅度乃至信號的信噪比（S/N）均優(yōu)于模擬，其鎖相環(huán)（PLL）的設(shè)計讓輸出信號不僅是頻率，而且相位抖動(phaseJitter)及頻率漂移均能達到相當穩(wěn)定的狀態(tài)，但畢竟是數(shù)字式信號源，數(shù)字電路與模擬電路之間的干擾，始終難以有效克服，也造成在小信號的輸出上不如模擬式的函數(shù)信號發(fā)生器。
談及模擬式函數(shù)信號源，結(jié)構(gòu)圖如下：
這是通用模擬式函數(shù)信號發(fā)生器的結(jié)構(gòu)，是以三角波產(chǎn)生電路為基礎(chǔ)經(jīng)二極管所構(gòu)成的正弦波整型電路產(chǎn)生正弦波，同時經(jīng)由比較器的比較產(chǎn)生方波。
而三角波是如何產(chǎn)生的，公式如下：
換句話說，如果以恒流源對電容充電，即可產(chǎn)生正斜率的斜波。同理，右以恒流源將儲存在電容上的電荷放電即產(chǎn)生負斜率的斜波，電路結(jié)構(gòu)如下：
當I1=I2時，即可產(chǎn)生對稱的三角波，如果I1>>I2，此時即產(chǎn)生負斜率的鋸齒波，同理I1<
再如圖二所示，開關(guān)SW1的選擇即可讓充電速度呈倍數(shù)改變，也就是改變信號的頻率，這也就是信號源面板上頻率檔的選擇開關(guān)。同樣的同步地改變I1及I2，也可以改變頻率，這也就是信號源上調(diào)整頻率的電位器，只不過需要簡單地將原本是電壓信號轉(zhuǎn)成電流而已。
而在占空比調(diào)整上的設(shè)計有下列兩種思路：
1、頻率（周期）不變，脈寬改變，其方法如下：
改變電平的幅度，亦即改變方波產(chǎn)生電路比較器的參考幅度，即可達到改變脈寬而頻率不變的特性，但其主要的缺點是占空比一般無法調(diào)到20%以下，導致在采樣電路實驗時，對瞬時信號所采集出來的信號有所變動，如果要將此信號用來作模數(shù)（A/D)轉(zhuǎn)換，那么得到的數(shù)字信號就發(fā)生變動而無所適從。但不容否認的在使用上比較好調(diào)。
2、占空比變，頻率跟著改變，其方法如下：
將方波產(chǎn)生電路比較器的參考幅度予以固定（正、負可利用電路予以切換），改變充放電斜率，即可達成。
這種方式的設(shè)計一般使用者的反應是“難調(diào)”，這是大缺點，但它可以產(chǎn)生10%以下的占空比卻是在采樣時的必備條件。
以上的兩種占空比調(diào)整電路設(shè)計思路，各有優(yōu)缺點，當然連帶的也影響到是否能產(chǎn)生“像樣的”鋸齒波。
接下來PA（功率放大器）的設(shè)計。首先是利用運算放大器（OP)，再利用推拉式(push-pull)放大器（注意交越失真Cross-distortion的預防）將信號送到衰減網(wǎng)路，這部分牽涉到信號源輸出信號的指標，包含信噪比、方波上升時間及信號源的頻率響應，好的信號源當然是正弦波信噪比高、方波上升時間快、三角波線性度要好、同時伏頻特性也要好，（也即頻率上升，信號不能衰減或不能減太大），這部分電路較為復雜，尤其在高頻時除利用電容作頻率補償外，也牽涉到PC板的布線方式，一不小心，極易引起振蕩，想設(shè)計這部分電路，除原有的模擬理論基礎(chǔ)外尚需具備實際的經(jīng)驗，“TryError”的耐心是不可缺少的。
PA信號出來后，經(jīng)過π型的電阻式衰減網(wǎng)路，分別衰減10倍（20dB)或100倍（40dB),此時一部基本的函數(shù)波形發(fā)生器即已完成。（注意：選用π型衰減網(wǎng)絡(luò)而不是分壓電路是要讓輸出阻抗保持一定）。
一臺功能較強的函數(shù)波形發(fā)生器，還有掃頻、VCG、TTL、TRIG、GATE及頻率計等功能，其設(shè)計方式在此也順便一提：
1.掃頻：一般分成線性（Lin)及對數(shù)（Log)掃頻；
2.VCG：即一般的FM，輸入一音頻信號，即可與信號源本身的信號產(chǎn)生頻率調(diào)制；
上述兩項設(shè)計方式，第1項要先產(chǎn)生鋸齒波及對數(shù)波信號，并與第2項的輸入信號經(jīng)過多路器（Multiplexer)選擇，然后再經(jīng)過電壓對電流轉(zhuǎn)換電路，同步地去加到圖二中的I1、I2上；
3.TTL同步輸出：將方波經(jīng)三極管電路轉(zhuǎn)成0(Low)、5V(High)的TTL信號即可。
但注意這樣的TTL信號須再經(jīng)過緩沖門（buffer)后才能輸出，以增加扇出數(shù)（FanOut)，通常有時還并聯(lián)幾個buffer。而TTLINV則只要加個NOTGate即可；
4.TRIG功能：類似OneShot功能，輸入一個TTL信號，則可讓信號源產(chǎn)生一個周期的信號輸出，設(shè)計方式是在沒信號輸入時，將圖二的SWI接地即可；
5.Gate功能：即輸入一個TTL信號，讓信號源在輸入為Hi時，產(chǎn)生波形輸出，直到輸入為LOW時，圖二SWI接地而關(guān)掉信號源輸出；
6.頻率計：除市場上簡易的刻度盤顯示之外，無論是LED數(shù)碼管或LCD液晶顯示頻率，其與頻率計電路是重疊的，方塊圖如下：
2.任意波形發(fā)生器，仿真實驗的儀器
任意波形發(fā)生器是信號源的一種，它具有信號源所有的特點。我們傳統(tǒng)都認為信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號（各種波形），然后用其它儀表測量感興趣的參數(shù)。可見信號源在電子實驗和測試處理中，并不測量任何參數(shù)而是根據(jù)使用者的要求，仿真各種測試信號，提供給被測電路，以達到測試的需要。
信號發(fā)生器有很多種，包括正弦波信號