仪器仪表测量：使用信号发生器作为源幅值/峰值和测量仪器值不同原因分析

1.描述

1）信号发生器为了与传输线及负载匹配，输出阻抗通常设计成特定值，常见有50Ω、75Ω、600Ω等。所以信号发生器设定某一输出电压时，因输出阻抗与负载电压分压，不同负载电阻会得到不同的电压。不过通常情况下用户连接的负载一般等于输出阻抗或高阻（≥1MΩ）两种。所以一些数显信号发生器有负载电阻选择的设置项，是为了分别在两种阻抗下输出电压能够等于设置电压。

2）某型号信号发生器为例。可设置外部负载阻抗50Ω或高阻。r为信号发生器内阻（50Ω），Rload为负载阻值。

信号发生器上设置负载模型

实际负载模型

2.分析

由于信号发生器本身存在有内阻r，和负载电阻R一起形成分压器，信号发生器上产生的电动势Vres并未完全加在负载电阻上。负载电压Vload=Vres×（R/(R+r))，信号发生器本身内阻r=50Ω。

1）当信号发生器负载电阻设置为50Ω

无论实际负载电阻多少，信号发生器显示幅值为

V50=Vres×½   Vres=2V50

此时的实际信号发生器电动势是显示值的2倍，实际负载电压Vload=Vres×（Rload/(Rload+r))=2V50（Rload/(Rload+50)

（1）当Rload>>50Ω时，输出电压为信号发生器电动势，也是显示幅值的2倍；

（2）当Rload=50Ω时，输出电压为信号发生器显示幅值。

2）当信号发生器负载电阻设置为高阻时，无论实际负载阻值是多少，信号发生器显示幅值V高阻=Vres。

此时Vload=V高阻×（Rload/(Rload+r))=V高阻×（Rload/(Rload+50))

当Rload>>50Ω时，Vload≈V高阻=Vres。

3.测量要求

所以现场测量时，信号发生器模拟测量时，要注意输出阻抗设置和负载输出阻抗的匹配，测量仪器如功率分析仪、示波器、示波记录仪、万用表等，仪器上显示的是信号发生器的电动势而不是终端匹配的电压。如仪器功率分析仪是高阻，信号发生器上负载电阻选择项需选择高阻。如某些型号示波器阻抗可选择50Ω，信号发生器上负载电阻选择项也可以选择50Ω。