這種發生器的信號不是由振蕩器直接產生，而是以高穩定度石英振蕩器作為標準頻率源，利用頻率合成技術形成所需之任意頻率的信號，具有與標準頻率源相同的頻率準確度和穩定度。輸出信號頻率通常可按十進位數字選擇，最高能達11位數字的*分辨力。頻率除用手動選擇外還可程控和遠控，也可進行步級式掃頻，適用于自動測試系統。直接式頻率合成器由晶體振蕩、加法、乘法、濾波和放大等電路組成，變換頻率迅速但電路復雜，最高輸出頻率只能達1000兆赫左右。用得較多的間接式頻率合成器是利用標準頻率源通過鎖相環控制電調諧振蕩器(在環路中同時能實現倍頻、分頻和混頻)，使之產生并輸出各種所需頻率的信號。這種合成器的最高頻率可達26.5吉赫。高穩定度和高分辨力的頻率合成器，配上多種調制功能(調幅、調頻和調相)，加上放大、穩幅和衰減等電路，便構成一種新型的高性能、可程控的合成式信號發生器，還可作為鎖相式掃頻發生器。
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