信号源输出的负载阻抗与输出幅值的关系

实际使用信号源时，相信你一定遇到过设置的输出与示波器上观察的值不相等？一般情况下，信号源是没有坏的，而是你的设置有问题。

如下：给出一般信号源的内部等效电路：

实际上，信号源的正确使用首先，要掌握几个概念：
1、Us为信号源标志符，也表示为实际信号源内部信号幅值；
2、Ri为信号源的输出阻抗，一般是50欧姆（也存在其他值，一般电压信号源内阻越小越好），也可以理解为信号源内阻；
3、Ro为信号源的输出负载，该值即信号源控制界面上可以选择的负载阻值，对应Uo表示信号源的视在幅值（即控制面板上看到的）；
4、实际输出负载Rload，这个是信号源后端的真正负载，对应地Uout表示真正输出的信号幅值；

要想获得既定的目标幅值，遵循以下两个步骤：
第一步，选择好合适的输出负载Ro（对应有一个视在幅值），根据该值（利用与Ri的分压）得到Us的值；
第二步，挂载上实际负载时，利用Ri和Rload的分压关系计算得到真正的Uout；

以下举例：假设信号源内阻（输出阻抗）50欧姆
【1】设置Ro=50欧，
则Vo=0.5Us，得Us=2Vo；
加实际负载时，若Rload>>Ri时，则Vout=Us=2Vo；
即真正输出为视在幅值的两倍。

【2】设置Ro=高阻（1M欧）
则Vo=Us；
加实际负载时，若Rload>>Ri时，则Vout=Us=Vo；
即真正输出等于视在幅值。

【3】设置为装载模式，即信号源输出负载可以随意调整，计算方法同上，不做具体说明。

一般情况下，后级的输入阻抗（对信号源而言，则是实际负载）相对于Ri来说都是比较大，即上表格红色部分，虽然可以理解为高阻负载，当后级的输入阻抗为K欧级时，且设置为信号源负载我高阻时，实际在源端口得到的信号是会略小于视在幅值的。
因为正确的设置应该是视在值与实际输出值一致（挂载时端口实际输出），故应该保持信号源设置的负载阻抗与实际挂载阻抗一致。换言之，设置的负载阻抗与实际负载一致时，显示的视在数值即得到的真正且正确的目标值。

这样，题目的标题实际上也可以叫做信号源负载与实际负载的匹配设置。

说明：上述的计算实际上有人会有疑问，为什么挂载上实际负载时，Ro（信号源本身输出阻抗）不是与实际负载Rload并联呢？这里做说明，上述算法的思路是，先由Ro计算得到Us与Vo的关系（即得到Us与视在幅值的关系，实际上Us是未知的，添加上Ro后，就可以根据Vo视在值得到Us的值），然后再挂载上实际Rload时，理解为Ro自动断开，真正的负载就只剩下Rload，故而可以得到Vout与Us的关系，进而得到与Vo的关系。

最后，补充，若高频情况使用无损传输线传输并使用示波器观测，则输出信号源负载的选取取决于示波器端是否加了短接负载，具体地，
若加了50欧端接负载，则信号源负载设置为50欧姆；
若未加端接负载，则设置为高阻抗模式。

即把传输线当做无损透明传输，其50欧姆特性阻抗不影响实际负载，所以该设置的信号源输出阻抗就取决于示波器端端接负载情况。