信號發(fā)生器校準是確保其輸出信號精度、穩(wěn)定性和可靠性的關(guān)鍵過程，涉及頻率、幅度、相位、波形失真度等多個參數(shù)的驗證與調(diào)整。為完成校準，需準備以下工具和設(shè)備，涵蓋標準源、測量儀器、輔助工具及軟件，具體分類如下：

一、標準源類工具

標準源用于提供已知精度的參考信號，作為校準的基準，需比被校信號發(fā)生器高一個精度等級（通常高1-2個數(shù)量級）。

1. 頻率標準源
   • 原子鐘或銫鐘：提供高精度頻率基準（如10MHz參考信號），用于校準信號發(fā)生器的頻率輸出精度。
   • GPS馴服頻率源：通過GPS信號同步，提供長期穩(wěn)定的頻率參考，適合現(xiàn)場校準。
   • 高精度頻率計：如Keysight 53230A，用于直接測量信號發(fā)生器的輸出頻率，驗證其準確性。
2. 幅度標準源
   • 標準功率計：如Keysight N8481A，用于測量信號發(fā)生器的輸出功率（dBm或W），校準幅度精度。
   • 標準衰減器/放大器：用于擴展功率測量范圍，覆蓋信號發(fā)生器的全幅度范圍。
   • 精密電壓源：如Fluke 752A，提供已知電壓信號，用于校準低頻信號發(fā)生器的電壓輸出。
3. 相位標準源
   • 相位噪聲測試系統(tǒng)：如Keysight E5052B，用于測量信號發(fā)生器的相位噪聲，驗證其短期頻率穩(wěn)定性。
   • 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）：如R&S ZVA，用于測量信號發(fā)生器的相位延遲和群延遲，校準相位特性。

二、測量儀器類工具

測量儀器用于直接或間接獲取信號發(fā)生器的輸出參數(shù)，需具備高精度和低測量不確定度。

1. 頻譜分析儀
   • 功能：測量信號的頻譜分布，驗證頻率純度（諧波失真、雜散信號）。
   • 示例：Keysight N9020B MXA信號分析儀，可分析信號發(fā)生器的諧波抑制比（HSR）和雜散抑制比（SSR）。
2. 示波器
   • 功能：觀察信號的時域波形，驗證上升時間、過沖、抖動等參數(shù)。
   • 示例：Tektronix MSO64示波器，帶寬≥信號發(fā)生器最高頻率的3-5倍，采樣率≥10倍信號頻率。
3. 調(diào)制域分析儀
   • 功能：分析調(diào)制信號的參數(shù)（如AM/FM/PM調(diào)制深度、符號速率），適用于矢量信號發(fā)生器校準。
   • 示例：R&S FSWP相位噪聲分析儀，可測量調(diào)制信號的誤差矢量幅度（EVM）。
4. 數(shù)字多用表（DMM）
   • 功能：測量直流電壓或低頻信號的幅度，校準低頻信號發(fā)生器的輸出精度。
   • 示例：Fluke 8508A高精度數(shù)字多用表，分辨率達0.1μV。

三、輔助工具類

輔助工具用于連接、適配或環(huán)境控制，確保校準過程的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

1. 連接線與適配器
   • 同軸電纜：如N型或SMA型，用于連接信號發(fā)生器與測量儀器，需低損耗、高屏蔽性。
   • 轉(zhuǎn)接頭：如BNC-SMA轉(zhuǎn)接頭，適配不同接口類型。
   • 衰減器/匹配負載：用于功率匹配，防止信號反射損壞設(shè)備。
2. 環(huán)境控制設(shè)備
   • 溫濕度計：監(jiān)測校準環(huán)境溫度（通常要求23℃±1℃）和濕度（≤60%RH），避免熱漂移影響精度。
   • 防靜電手環(huán)：防止靜電損壞敏感元件（如信號發(fā)生器的輸出模塊）。
3. 校準夾具與固定裝置
   • 機械支架：固定信號發(fā)生器和測量儀器，減少振動干擾。
   • 屏蔽箱：用于高頻信號校準，隔離外部電磁干擾（EMI）。

四、軟件與文檔類工具

軟件用于自動化校準流程、記錄數(shù)據(jù)并生成報告，文檔提供校準依據(jù)和操作指南。

1. 校準軟件
   • 功能：控制信號發(fā)生器和測量儀器，自動采集數(shù)據(jù)、計算誤差并生成校準證書。
   • 示例：Keysight BenchVue校準軟件，支持多設(shè)備協(xié)同校準。
2. 校準程序與標準
   • 國際標準：如ISO 17025（實驗室校準規(guī)范）、IEEE 1057（數(shù)字波形測量標準）。
   • 制造商手冊：提供信號發(fā)生器的校準步驟、參數(shù)范圍和調(diào)整方法。
   • 內(nèi)部校準規(guī)程：企業(yè)自定義的校準流程，需符合ISO 9001等質(zhì)量管理體系要求。
3. 數(shù)據(jù)記錄工具
   • 電子表格：如Excel，用于手動記錄校準數(shù)據(jù)。
   • 專用數(shù)據(jù)庫：如LabVIEW數(shù)據(jù)庫，存儲歷史校準數(shù)據(jù)并追蹤設(shè)備狀態(tài)。

五、信號發(fā)生器校準流程示例（以頻率校準為例）

1. 連接設(shè)備：將信號發(fā)生器的輸出通過同軸電纜連接至頻率計的輸入端。
2. 設(shè)置參考：將原子鐘的10MHz信號接入頻率計的參考輸入端。
3. 生成信號：設(shè)置信號發(fā)生器輸出特定頻率（如1GHz）。
4. 測量與記錄：頻率計顯示實際輸出頻率，記錄誤差（如±1Hz）。
5. 調(diào)整與驗證：若誤差超出允許范圍，通過信號發(fā)生器的校準菜單調(diào)整頻率參數(shù)，重復(fù)測量直至合格。
6. 生成報告：使用校準軟件生成包含誤差數(shù)據(jù)、環(huán)境條件和校準日期的證書。

六、注意事項

1. 工具精度：所有校準工具的精度需高于被校信號發(fā)生器，避免“用誤差校準誤差”。
2. 預(yù)熱時間：信號發(fā)生器和測量儀器需預(yù)熱30分鐘以上，達到熱穩(wěn)定狀態(tài)。
3. 定期溯源：校準工具需定期送至計量機構(gòu)溯源，確保其精度符合國家標準。
4. 防靜電操作：高頻信號校準時需佩戴防靜電手環(huán)，避免元件損壞。