不同頻率范圍的信號發(fā)生器校準工具在核心組件、技術指標、功能側(cè)重及設計復雜度上存在顯著差異,這些差異直接影響校準精度、適用場景及操作便捷性。以下從低頻、高頻及射頻三個典型頻段展開分析:
一、低頻信號發(fā)生器校準工具(DC~1MHz)
核心組件:
以高精度數(shù)字萬用表(DMM)、低頻標準源(如Fluke 8508A)及示波器為主。例如,F(xiàn)luke 707回路校驗儀可輸出0-24mA電流信號,精度達0.015%讀數(shù)+2個低有效位,適用于4-20mA工業(yè)信號校準。
技術指標:
- 頻率范圍:通常覆蓋DC至1MHz,部分工具支持至10MHz(如Keysight 33500B系列)。
- 幅度精度:電壓輸出精度可達±0.002%(如Fluke 8508A的DC電壓檔),電流輸出精度±0.005%(如Fluke 707)。
- 相位噪聲:低頻段對相位噪聲要求較低,但需關注長期穩(wěn)定性(如±0.5ppm/年)。
功能側(cè)重:
- 工業(yè)信號校準:支持4-20mA、0-10V等過程控制信號,具備HART通信功能(如Fluke 707)。
- 基礎波形生成:可輸出正弦波、方波、三角波等,用于傳感器測試(如熱電偶、RTD)。
- 便攜性:多數(shù)工具為手持式設計(如FNIRSI SG-003A),適合現(xiàn)場校準。
典型應用:
- 工業(yè)自動化儀表校準(如壓力變送器、流量計)。
- 實驗室基礎信號源驗證(如音頻設備測試)。
二、高頻信號發(fā)生器校準工具(1MHz~1GHz)
核心組件:
以頻譜分析儀(如R&S FSW43)、矢量網(wǎng)絡分析儀(VNA)及高頻標準源(如Agilent E8257D)為主。例如,R&S FSW43頻譜分析儀頻率范圍覆蓋2Hz-43.5GHz,可分析高頻信號的失真度、調(diào)制度等參數(shù)。
技術指標:
- 頻率范圍:通常覆蓋1MHz至1GHz,部分工具支持至6GHz(如Keysight N5183B)。
- 幅度精度:電壓輸出精度±0.5%(如Agilent E8257D的1GHz檔),相位噪聲≤-130dBc/Hz(1GHz,10kHz偏移)。
- 動態(tài)范圍:需支持大信號輸入(如+30dBm)及微弱信號檢測(如-127dBm)。
功能側(cè)重:
- 調(diào)制信號分析:支持AM/FM/PM調(diào)制,可測量調(diào)制深度、失真度(如R&S FSW43的調(diào)制度測量功能)。
- 諧波抑制:需具備高階濾波器(如橢圓濾波器)以抑制高頻諧波(如三次諧波-80dBc以下)。
- 自動化校準:通過軟件控制實現(xiàn)頻率、幅度、相位等參數(shù)的自動校準(如Keysight Signal Studio)。
典型應用:
- 通信設備測試(如5G基站、衛(wèi)星通信)。
- 射頻模塊研發(fā)(如功率放大器、濾波器)。
三、射頻信號發(fā)生器校準工具(1GHz~40GHz+)
核心組件:
以微波頻譜分析儀(如Keysight N9040B)、信號分析儀(如R&S FSWP)及毫米波標準源(如R&S SMA100B)為主。例如,R&S SMA100B可輸出100kHz至110GHz的射頻信號,相位噪聲≤-128dBc/Hz(10GHz,10kHz偏移)。
技術指標:
- 頻率范圍:通常覆蓋1GHz至40GHz,部分工具支持至110GHz(如R&S SMA100B)。
- 幅度精度:電壓輸出精度±1%(如Keysight N5183B的40GHz檔),相位噪聲≤-110dBc/Hz(40GHz,10kHz偏移)。
- 掃描速度:需支持快速頻率掃描(如1ms/點)以適應動態(tài)測試需求。
功能側(cè)重:
- 毫米波信號分析:支持5G NR、802.11ad等毫米波標準信號的解調(diào)與分析(如Keysight 89600 VSA軟件)。
- 相位一致性:需具備低相位噪聲特性,以滿足相控陣雷達等應用需求(如R&S FSWP的相位噪聲測量功能)。
- 高動態(tài)范圍:支持大功率信號輸入(如+30dBm)及微弱信號檢測(如-140dBm)。
典型應用:
- 5G/6G通信設備測試(如毫米波基站、終端)。
- 航空航天雷達系統(tǒng)研發(fā)(如相控陣雷達、合成孔徑雷達)。
四、不同頻段校準工具的核心區(qū)別總結(jié)
| 頻段 | 核心組件 | 關鍵技術指標 | 功能側(cè)重 | 典型應用場景 |
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| 低頻(DC~1MHz) | 數(shù)字萬用表、低頻標準源、示波器 | 幅度精度±0.002%、相位噪聲低 | 工業(yè)信號校準、基礎波形生成 | 工業(yè)自動化儀表、實驗室基礎測試 |
| 高頻(1MHz~1GHz) | 頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡分析儀 | 幅度精度±0.5%、動態(tài)范圍大 | 調(diào)制信號分析、諧波抑制 | 通信設備測試、射頻模塊研發(fā) |
| 射頻(1GHz~40GHz+) | 微波頻譜分析儀、毫米波標準源 | 相位噪聲≤-110dBc/Hz、掃描速度快 |
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