函數發作器數字信號發作器

函數發作器數字信號發作器

1、認識函數信號發作器
　　信號發作器通常區分為函數信號發作器及恣意波形發作器，而函數波形發作器在規劃上又區分出模仿及數字組成式。*，數字組成式函數信號源不管就頻率、起伏甚至信號的信噪比（S/N）均優于模仿，其鎖相環（ PLL）的規劃讓輸出信號不僅是頻率，并且相位抖動(phase Jitter)及頻率漂移均能到達適當安穩的狀況，但畢竟是數字式信號源，數字電路與模仿電路之間的攪擾，一直難以有用戰勝，也形成在小信號的輸出上不如模仿式的函數信號發作器。

　　換句話說，假如以恒流源對電容充電，即可發作正斜率的斜波。同理，右以恒流源將儲存在電容上的電荷放電即發作負斜率的斜波，
　　　　而在占空比調整上的規劃有下列兩種思路：
　　1、頻率（周期）不變，脈寬改動，其辦法如下：

　　改動電平的起伏，亦即改動方波發作電路比照器的參閱起伏，即可到達改動脈寬而頻率不變的特性，但其zui主要的缺點是占空比通常無法調到20%以下，致使在采樣電路試驗時，對瞬時信號所采集出來的信號有所變化，假如要將此信號用來作模數（A/D)變換，那么得到的數字信號就發作變化而無所適從。但不容否定的在運用上比照好調。
　　2、占空比變，頻率跟著改動，其辦法如下：

　　將方波發作電路比照器的參閱起伏予以固定（正、負可運用電路予以切換），改動充放電斜率，即可到達。
　　這種方法的規劃通常運用者的反應是“難調"，這是大缺點，但它能夠發作10%以下的占空比卻是在采樣時的*條件。
　　以上的兩種占空比調整電路規劃思路，各有優缺點，當然連帶的也影響到是否能發作“像樣的"鋸齒波。
　　接下來PA（功率放大器）的規劃。首先是運用運算放大器（OP) ，再運用推拉式(push-pull)放大器（留意交越失真Cross-distortion的防止）將信號送到衰減網路，這有些牽涉到信號源輸出信號的目標，包含信噪比、方波上升時刻及信號源的頻率呼應，好的信號源當然是正弦波信噪比高、方波上升時刻快、三角波線性度要好、一起伏頻特性也要好，（也即頻率上升，信號不能衰減或不能減太大），這有些電路較為雜亂，特別在高頻時除運用電容作頻率抵償外，也牽涉到PC板的布線方法，一不小心，很容易引起振動，想規劃這有些電路，除原有的模仿理論根底外需求具有實踐的經驗，“Try Error"的耐心是不行缺少的。
　　PA信號出來后，經過π型的電阻式衰減網路，別離衰減10倍（20dB)或100倍（40dB),此刻一部根本的函數波形發作器即已完結。（留意：選用π型衰減網絡而不是分壓電路是要讓輸出阻抗堅持必定）。
　　一臺功用較強的函數波形發作器，還有掃頻、VCG、TTL、 TRIG、 GATE及頻率計等功用，其規劃方法在此也趁便一提：
　　1. 掃頻：通常分紅線性（Lin)及對數（Log)掃頻；
　　2. VCG：即通常的FM，輸入一音頻信號，即可與信號源自身的信號發作頻率調制；
　　上述兩項規劃方法，第1項要先發作鋸齒涉及對數波信號，并與第2項的輸入信號經過多路器（Multiplexer)挑選，然后再經過電壓對電流變換電路，同步地去加到圖二中的I1、I2上；
　　3. TTL同步輸出：將方波經三極管電路轉成0(Low)、5V(High)的TTL信號即可。
　　但留意這么的TTL信號須再經過緩沖門（buffer)后才干輸出，以添加扇出數（Fan Out)，通常有時還并聯幾個buffer。而TTL INV則只需加個NOT Gate即可；
　　4. TRIG功用：相似One Shot功用，輸入一個TTL信號，則可讓信號源發作一個周期的信號輸出，規劃方法是在沒信號輸入時，將圖二的SWI接地即可；
　　5. Gate功用：即輸入一個TTL信號，讓信號源在輸入為Hi時，發作波形輸出，直到輸入為LOW時，圖二SWI接地而關掉信號源輸出；
　　6. 頻率計：除市場上簡便的刻度盤顯現以外，不管是LED數碼管或LCD液晶顯現頻率，其與頻率計電路是堆疊的.

2. 恣意波形發作器，仿真試驗的儀器
　　恣意波形發作器是信號源的一種，它具有信號源一切的特色。咱們傳統都以為信號源主要給被測電路供給所需求的已知信號（各種波形），然后用其它外表丈量感興趣的參數。可見信號源在電子試驗和測驗處理中，并不丈量任何參數而是根據運用者的請求，仿真各種測驗信號，供給給被測電路，以到達測驗的需求。
　　信號源有很多種，包含正弦波信號源，函數發作器、脈沖發作器、掃描發作器、恣意波形發作器、組成信號源等。通常來講恣意波形發作器，是一種特別的信號源，綜合具有其它信號源波形生成才能，因此合適各種仿真試驗的需求。

一、恣意波形，仿真模仿更雜亂的信號請求
　　*，在咱們實踐的電子環境所規劃的電路在運轉中，因為各種攪擾和呼應的存在，實踐電路通常存在各種信號缺點和瞬變信號，例如過脈沖、尖峰、阻尼瞬變、頻率驟變等（見圖1，圖2），這些狀況的發作，如在規劃之初沒有思考進入，有的將會發作災難性后果。例如圖1中的a處過尖峰脈沖，假如給一個抗沖才能差的電路，將也許會致使全部設備“燒壞"。確認電路對這么一個狀況敏感的程度，咱們能夠防止不必要的丟失，該方面的請求鐵路和一些狀況比照雜亂的主要范疇特別主要。
　　因為恣意波形發作器特別的功用，為了增強恣意波形生成才能，它通常依靠計算機通訊輸出波形數據。在計算機傳輸中，經過的波形修改軟件生成波形，有利于擴充儀器的才能，更進一步仿真模仿試驗。一起因為修改一個恣意波形有時需求花費很多的時刻和精力，并且每次修改波形也許有所區別這么有的恣意波形發作器，內置必定數量的非易失性存儲器，隨機存取修改波形，有利于參閱比照；或經過隨機接口通訊傳輸到計算機作更進一步剖析與處理。

二、函數功用，仿真根底試驗室規劃人員的環境
　　函數信號源是運用zui廣的通用信號源，它能供給正弦波、鋸齒波、方波、脈沖串等波形，有的還一起具有調制和掃描才能，*，在咱們的根底試驗中（如大學電子試驗室、科研機構研討試驗室、工廠開發試驗室等），咱們規劃了一種電路，需求驗證其可靠性與安穩性，就需求給它施加抱負中的波形以區分真偽。如咱們可運用信號源的DC抵償功用對固態電路控制DC偏壓電平；咱們可對一個置疑有毛病的數字電路，運用信號源的方波輸出作為數字電路的時鐘，一起運用方波加DC抵償發作有用的邏輯電平模仿輸出，調查該電路的運轉狀況，而證明毛病缺點的地方。總歸運用恣意波形發作器這方面的根底功用，能仿真您根底試驗室所有必要的信號。

三、下載傳輸，更進一步實時仿真
　　在一些交通制造業等范疇中，有些電路運轉環境很難估量，在試驗規劃完結以后，在實際環境還需求作更進一步試驗，有些試驗的本錢很高或者風險性很大（如火車高速試驗時鐵軌變換狀況、飛機試機時螺旋槳的運轉狀況等），大家不行能長時間作試驗判別所規劃商品（例如高速火車、飛機）的可行性和安穩性等；咱們就可運用有些恣意波形發作器波形下載功用，在作一些麻煩費用高或風險性大的試驗時，經過數字示波器等儀器把波形實時記錄下來，然后經過計算機接口傳輸到信號源，直接下載到規劃電路，更進一步試驗驗證。
　　綜上所述，恣意波形發作器是電子工程師信號仿真試驗的東西。咱們選購時除關懷傳統信號源的缺點——頻率精度、頻率安穩度、起伏精度、信號失真度外，更應關懷它修改與波形生存和下載才能，一起也要留意它的輸出通道數，以便同步比照兩信號的相移特性，更進一步到達仿真試驗狀況。