函数发作器数字信号发作器

函数发作器数字信号发作器

1、认识函数信号发作器
　　信号发作器通常区分为函数信号发作器及恣意波形发作器，而函数波形发作器在规划上又区分出模仿及数字组成式。*，数字组成式函数信号源不管就频率、起伏甚至信号的信噪比（S/N）均优于模仿，其锁相环（ PLL）的规划让输出信号不仅是频率，并且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能到达适当安稳的状况，但毕竟是数字式信号源，数字电路与模仿电路之间的搅扰，一直难以有用战胜，也形成在小信号的输出上不如模仿式的函数信号发作器。

　　换句话说，假如以恒流源对电容充电，即可发作正斜率的斜波。同理，右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即发作负斜率的斜波，
　　　　而在占空比调整上的规划有下列两种思路：
　　1、频率（周期）不变，脉宽改动，其办法如下：

　　改动电平的起伏，亦即改动方波发作电路比照器的参阅起伏，即可到达改动脉宽而频率不变的特性，但其zui主要的缺点是占空比通常无法调到20%以下，致使在采样电路试验时，对瞬时信号所采集出来的信号有所变化，假如要将此信号用来作模数（A/D)变换，那么得到的数字信号就发作变化而无所适从。但不容否定的在运用上比照好调。
　　2、占空比变，频率跟着改动，其办法如下：

　　将方波发作电路比照器的参阅起伏予以固定（正、负可运用电路予以切换），改动充放电斜率，即可到达。
　　这种方法的规划通常运用者的反应是“难调"，这是大缺点，但它能够发作10%以下的占空比却是在采样时的*条件。
　　以上的两种占空比调整电路规划思路，各有优缺点，当然连带的也影响到是否能发作“像样的"锯齿波。
　　接下来PA（功率放大器）的规划。首先是运用运算放大器（OP) ，再运用推拉式(push-pull)放大器（留意交越失真Cross-distortion的防止）将信号送到衰减网路，这有些牵涉到信号源输出信号的目标，包含信噪比、方波上升时刻及信号源的频率呼应，好的信号源当然是正弦波信噪比高、方波上升时刻快、三角波线性度要好、一起伏频特性也要好，（也即频率上升，信号不能衰减或不能减太大），这有些电路较为杂乱，特别在高频时除运用电容作频率抵偿外，也牵涉到PC板的布线方法，一不小心，很容易引起振动，想规划这有些电路，除原有的模仿理论根底外需求具有实践的经验，“Try Error"的耐心是不行缺少的。
　　PA信号出来后，经过π型的电阻式衰减网路，别离衰减10倍（20dB)或100倍（40dB),此刻一部根本的函数波形发作器即已完结。（留意：选用π型衰减网络而不是分压电路是要让输出阻抗坚持必定）。
　　一台功用较强的函数波形发作器，还有扫频、VCG、TTL、 TRIG、 GATE及频率计等功用，其规划方法在此也趁便一提：
　　1. 扫频：通常分红线性（Lin)及对数（Log)扫频；
　　2. VCG：即通常的FM，输入一音频信号，即可与信号源自身的信号发作频率调制；
　　上述两项规划方法，第1项要先发作锯齿涉及对数波信号，并与第2项的输入信号经过多路器（Multiplexer)挑选，然后再经过电压对电流变换电路，同步地去加到图二中的I1、I2上；
　　3. TTL同步输出：将方波经三极管电路转成0(Low)、5V(High)的TTL信号即可。
　　但留意这么的TTL信号须再经过缓冲门（buffer)后才干输出，以添加扇出数（Fan Out)，通常有时还并联几个buffer。而TTL INV则只需加个NOT Gate即可；
　　4. TRIG功用：相似One Shot功用，输入一个TTL信号，则可让信号源发作一个周期的信号输出，规划方法是在没信号输入时，将图二的SWI接地即可；
　　5. Gate功用：即输入一个TTL信号，让信号源在输入为Hi时，发作波形输出，直到输入为LOW时，图二SWI接地而关掉信号源输出；
　　6. 频率计：除市场上简便的刻度盘显现以外，不管是LED数码管或LCD液晶显现频率，其与频率计电路是堆叠的.

2. 恣意波形发作器，仿真试验的仪器
　　恣意波形发作器是信号源的一种，它具有信号源一切的特色。咱们传统都以为信号源主要给被测电路供给所需求的已知信号（各种波形），然后用其它外表丈量感兴趣的参数。可见信号源在电子试验和测验处理中，并不丈量任何参数而是根据运用者的请求，仿真各种测验信号，供给给被测电路，以到达测验的需求。
　　信号源有很多种，包含正弦波信号源，函数发作器、脉冲发作器、扫描发作器、恣意波形发作器、组成信号源等。通常来讲恣意波形发作器，是一种特别的信号源，综合具有其它信号源波形生成才能，因此合适各种仿真试验的需求。

一、恣意波形，仿真模仿更杂乱的信号请求
　　*，在咱们实践的电子环境所规划的电路在运转中，因为各种搅扰和呼应的存在，实践电路通常存在各种信号缺点和瞬变信号，例如过脉冲、尖峰、阻尼瞬变、频率骤变等（见图1，图2），这些状况的发作，如在规划之初没有思考进入，有的将会发作灾难性后果。例如图1中的a处过尖峰脉冲，假如给一个抗冲才能差的电路，将也许会致使全部设备“烧坏"。确认电路对这么一个状况敏感的程度，咱们能够防止不必要的丢失，该方面的请求铁路和一些状况比照杂乱的主要范畴特别主要。
　　因为恣意波形发作器特别的功用，为了增强恣意波形生成才能，它通常依靠计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中，经过的波形修改软件生成波形，有利于扩充仪器的才能，更进一步仿真模仿试验。一起因为修改一个恣意波形有时需求花费很多的时刻和精力，并且每次修改波形也许有所区别这么有的恣意波形发作器，内置必定数量的非易失性存储器，随机存取修改波形，有利于参阅比照；或经过随机接口通讯传输到计算机作更进一步剖析与处理。

二、函数功用，仿真根底试验室规划人员的环境
　　函数信号源是运用zui广的通用信号源，它能供给正弦波、锯齿波、方波、脉冲串等波形，有的还一起具有调制和扫描才能，*，在咱们的根底试验中（如大学电子试验室、科研机构研讨试验室、工厂开发试验室等），咱们规划了一种电路，需求验证其可靠性与安稳性，就需求给它施加抱负中的波形以区分真伪。如咱们可运用信号源的DC抵偿功用对固态电路控制DC偏压电平；咱们可对一个置疑有毛病的数字电路，运用信号源的方波输出作为数字电路的时钟，一起运用方波加DC抵偿发作有用的逻辑电平模仿输出，调查该电路的运转状况，而证明毛病缺点的地方。总归运用恣意波形发作器这方面的根底功用，能仿真您根底试验室所有必要的信号。

三、下载传输，更进一步实时仿真
　　在一些交通制造业等范畴中，有些电路运转环境很难估量，在试验规划完结以后，在实际环境还需求作更进一步试验，有些试验的本钱很高或者风险性很大（如火车高速试验时铁轨变换状况、飞机试机时螺旋桨的运转状况等），大家不行能长时间作试验判别所规划商品（例如高速火车、飞机）的可行性和安稳性等；咱们就可运用有些恣意波形发作器波形下载功用，在作一些麻烦费用高或风险性大的试验时，经过数字示波器等仪器把波形实时记录下来，然后经过计算机接口传输到信号源，直接下载到规划电路，更进一步试验验证。
　　综上所述，恣意波形发作器是电子工程师信号仿真试验的东西。咱们选购时除关怀传统信号源的缺点——频率精度、频率安稳度、起伏精度、信号失真度外，更应关怀它修改与波形生存和下载才能，一起也要留意它的输出通道数，以便同步比照两信号的相移特性，更进一步到达仿真试验状况。