測試、除錯與量測儀器

訊號產生器(function generator)

訊號產生器是會「說話」的儀器,而示波器負責「聽」。你常常無法等電路去遇上真實世界的訊號——你想要隨時餵給它一個已知、乾淨的測試波形,看它如何反應。訊號產生器就是這個順從的源頭:一個產生正弦波、方波與三角波的盒子,頻率與振幅由你旋鈕設定。把它和示波器配成一對,你就有了經典的「刺激與反應」二人組:在輸入注入一個已知的波、看輸出是什麼,電路就洩露了它的行為。

你設定三件事。波形形狀:用正弦波測放大器的增益與濾波器的響應、用方波探測邊緣與時序、用三角波做掃描。頻率:從不到一赫茲到好幾百萬赫茲,讓你把濾波器掃過它的通帶,或讓電路在工作速度下運轉。振幅(常還有直流偏移):訊號多大、坐落在什麼位準上。餵一個 1 kHz、100 mV 的正弦波進放大器,在示波器上讀到 1.0 V 輸出,你就剛剛量到了增益為 10——直接、有真實數字、不用猜。

為何重要:訊號注入是測試訊號鏈的核心——你驅動一個已知輸入、逐級追蹤它,找出它在哪裡被扭曲或消失。有一個誠實的陷阱幾乎絆倒每一個人:產生器的輸出有一個源阻抗,經典值是 50 歐姆,而它的顯示常假設接了相配的 50 歐姆負載才校準。若你改驅動一個高阻抗輸入(例如運算放大器),你電路上實際的電壓約是顯示數字的兩倍。永遠用示波器確認真正的振幅,而不要盡信產生器面板上的旋鈕。

要量濾波器的截止頻率,你把產生器設成 1 V 正弦波,一邊看示波器一邊掃頻率。低頻以 1 V 通過;往上爬時,輸出開始縮小,而在輸出掉到約 0.707 V(-3 dB 點)的那個頻率,你就找到了截止頻率——整條響應用一個旋鈕就描繪出來。

輸入一個乾淨的已知波,示波器讀出輸出是什麼——刺激與反應。

經典的「差兩倍」驚嚇:產生器設成 1 V 振幅、接到高阻抗輸入時,示波器卻顯示約 2 V,因為它的顯示假設了那個其實不存在的 50 歐姆負載。相信示波器,別相信產生器的數字。

又称
signal generatorfunc genwaveform generator訊號產生器函數產生器