信號(hào)發(fā)生器核心原理:模擬/數(shù)字調(diào)制與波形合成的技術(shù)對(duì)比
信號(hào)發(fā)生器的核心原理在于通過(guò)模擬或數(shù)字調(diào)制技術(shù),結(jié)合波形合成方法,生成滿足不同測(cè)試需求的電信號(hào),二者在信號(hào)處理方式、性能特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景上存在顯著差異。
模擬調(diào)制技術(shù)通過(guò)連續(xù)變化的物理量(如電壓、電流)直接控制載波信號(hào)的幅度、頻率或相位。其典型實(shí)現(xiàn)方式包括調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM),通過(guò)模擬電路(如乘法器、壓控振蕩器)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、成本低,且能直接反映信號(hào)的連續(xù)變化特性,適用于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)、音頻信號(hào)處理及工業(yè)控制場(chǎng)景。例如,在模擬廣播中,F(xiàn)M調(diào)制通過(guò)頻率偏移提升抗噪性,而AM調(diào)制因?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單仍用于中長(zhǎng)波通信。然而,模擬調(diào)制對(duì)噪聲敏感,頻譜利用率較低,且難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜信號(hào)處理算法。
數(shù)字調(diào)制技術(shù)則以離散數(shù)字信號(hào)為基礎(chǔ),通過(guò)二進(jìn)制符號(hào)映射控制載波狀態(tài)。其典型形式包括幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)及高階正交幅度調(diào)制(QAM)。數(shù)字調(diào)制通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)實(shí)現(xiàn),具備抗干擾能力強(qiáng)、頻譜效率高和可編程性好的特點(diǎn)。例如,5G通信采用256QAM調(diào)制,在相同帶寬下傳輸數(shù)據(jù)量提升8倍;衛(wèi)星通信通過(guò)32APSK調(diào)制實(shí)現(xiàn)50Mbps吞吐量。數(shù)字調(diào)制還支持自適應(yīng)編碼、信道均衡等高級(jí)功能,但硬件成本較高,需高性能處理器支持。
波形合成技術(shù)是信號(hào)發(fā)生器的另一核心。模擬信號(hào)發(fā)生器通過(guò)振蕩器(如LC諧振電路)直接生成標(biāo)準(zhǔn)波形(正弦波、方波等),而數(shù)字信號(hào)發(fā)生器采用直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù),通過(guò)相位累加器、查找表和DAC生成任意波形。DDS技術(shù)具有頻率分辨率高、切換速度快和相位連續(xù)性好的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)頻率跳變,滿足高速通信測(cè)試需求。
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