函数信号发生器有哪几种输出波形(函数信号发生器波形)

函数信号发生器作为电子工程领域的核心测试设备，其输出波形类型直接决定了其在电路调试、设备校准、通信系统测试等场景中的应用价值。从基础波形到复杂调制信号，现代函数信号发生器通过数字化技术实现了多维度波形生成能力。本文系统梳理八大类输出波形特性，重点分析波形参数与应用场景的关联性，并通过对比表格揭示不同波形在频率响应、谐波抑制、占空比调节等关键指标的差异。研究显示，正弦波凭借低谐波失真特性成为模拟电路测试基准，而方波和脉冲波因陡峭边沿特性被广泛用于数字电路时序验证，三角波和锯齿波则在视频信号发生、传感器线性度测试等场景发挥重要作用。

1. 正弦波（Sine Wave）

作为最基础的标准测试波形，正弦波通过精确的频率和幅度控制，为模拟电路提供理想激励源。现代函数信号发生器采用直接数字合成（DDS）技术，可实现1mHz-10MHz级频率覆盖，典型机型如RIGOL DG4062配置0.1Hz-60MHz频段。

参数项	技术指标	典型应用
频率精度	±1ppm	振荡器校准
幅度分辨率	14bit垂直分辨率	ADC动态测试
谐波失真	-60dBc1kHz	音频设备测试

2. 方波（Square Wave）

通过快速切换高低电平生成矩形脉冲序列，其上升/下降时间（tr/tf）直接影响数字电路测试效果。高端设备如Agilent 33522A可达<5ns边沿速度，占空比调节范围扩展至1%-99%。

核心参数	性能指标	适用场景
上升时间	≤10ns	高速数字电路
占空比调节	1-99%连续可调	PWM控制测试
抖动指标	≤5ps RMS	时钟恢复电路

3. 三角波（Triangle Wave）

线性扫频特性使其成为传感器线性度测试的理想信号源。Keysight 33600系列支持双向对称三角波输出，峰峰值可达10Vpp，非线性度控制在0.1%以内。

特征参数	数值范围	测试对象
线性度	±0.05%	ADC线性误差
扫描速率	1Hz-10kHz	压控振荡器
幅度对称性	±0.1%	运算放大器

4. 锯齿波（Sawtooth Wave）

非对称斜坡特性适用于视频信号发生和显示器偏转电路测试。Tektronix AFG31000系列提供正向/反向锯齿波选项，频率可达120MHz，斜率控制精度达±0.5%。

关键指标	技术参数	应用领域
斜率极性	正/负向可选	示波管驱动
频率范围	1Hz-100kHz	CRT显示器
回程时间	≤10ns	雷达同步

5. 脉冲波（Pulse Wave）

单次触发脉冲模式支持精确的脉宽和周期控制，Rohde & Schwarz SMB100A实现10ns级脉宽调节，抖动低于2ps RMS，适用于数字通信误码率测试。

测试参数	性能极限	典型用途
最小脉宽	5ns	UART通信测试
周期精度	±0.005%	SPI总线仿真
幅度平坦度	±0.5%	雷达脉冲压缩

6. 直流电压（DC Voltage）

精密可控的直流输出为半导体器件测试提供偏置电压，Aim-TTi TTi2020具备±1%电压准确度，最大输出电流达50mA，支持任意波形间的无缝切换。

输出特性	技术规格	测试场景
电压范围	±5V	运放静态工作点
纹波系数	≤5μVpp	A/D转换器
负载效应	＜1%50Ω	传感器供电

7. 调制波（Modulated Wave）

AM/FM/PM调制功能通过载波叠加实现，Siglent SDG1032X支持IQ调制方式，最大调制带宽达10MHz，适用于物联网射频模块测试。

调制类型	参数指标	应用场景
AM深度	0-120%	广播接收机
FM频偏	±500kHz	车载电台
相位偏移	±10rad	QPSK调制

8. 噪声波（Noise Wave）

伪随机噪声序列用于通信系统抗干扰测试，普源精电DHO4042产生白噪声带宽达100MHz，幅度分布符合高斯统计特性。

噪声特性	技术参数	测试目标
概率分布	高斯分布/均匀分布	误码率测试
带宽控制	DC-20MHz	滤波器设计
动态范围	60dB	信噪比测量

通过对比分析可见，不同波形在频率特性、谐波成分、过渡特性等维度呈现显著差异。正弦波与方波构成模拟/数字测试的基础框架，三角波和锯齿波侧重线性度验证，调制波与噪声波则服务于复杂通信系统测试。现代函数信号发生器通过参数联动设置，可构建复合波形以满足特定测试需求，如在正弦波上叠加随机噪声模拟真实环境信号。这种多波形协同输出能力，使得单一设备即可覆盖从基础电路验证到系统级测试的完整应用场景。