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函數(shù)發(fā)作器數(shù)字信號發(fā)作器

點擊次數(shù):1099 更新時間:2015-08-23

函數(shù)發(fā)作器數(shù)字信號發(fā)作器


函數(shù)發(fā)作器數(shù)字信號發(fā)作器

1、認(rèn)識函數(shù)信號發(fā)作器
  信號發(fā)作器通常區(qū)分為函數(shù)信號發(fā)作器及恣意波形發(fā)作器,而函數(shù)波形發(fā)作器在規(guī)劃上又區(qū)分出模仿及數(shù)字組成式。*,數(shù)字組成式函數(shù)信號源不管就頻率、起伏甚至信號的信噪比(S/N)均優(yōu)于模仿,其鎖相環(huán)( PLL)的規(guī)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(dá)適當(dāng)安穩(wěn)的狀況,但畢竟是數(shù)字式信號源,數(shù)字電路與模仿電路之間的攪擾,一直難以有用戰(zhàn)勝,也形成在小信號的輸出上不如模仿式的函數(shù)信號發(fā)作器。

  換句話說,假如以恒流源對電容充電,即可發(fā)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(fā)作負(fù)斜率的斜波,
    而在占空比調(diào)整上的規(guī)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(fā)作電路比照器的參閱起伏,即可到達(dá)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(diào)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(shù)(A/D)變換,那么得到的數(shù)字信號就發(fā)作變化而無所適從。但不容否定的在運用上比照好調(diào)。
  2、占空比變,頻率跟著改動,其辦法如下:

  將方波發(fā)作電路比照器的參閱起伏予以固定(正、負(fù)可運用電路予以切換),改動充放電斜率,即可到達(dá)。
  這種方法的規(guī)劃通常運用者的反應(yīng)是“難調(diào)",這是大缺點,但它能夠發(fā)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(diào)整電路規(guī)劃思路,各有優(yōu)缺點,當(dāng)然連帶的也影響到是否能發(fā)作“像樣的"鋸齒波。
  接下來PA(功率放大器)的規(guī)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(wǎng)路,這有些牽涉到信號源輸出信號的目標(biāo),包含信噪比、方波上升時刻及信號源的頻率呼應(yīng),好的信號源當(dāng)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(guī)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(jīng)驗,“Try Error"的耐心是不行缺少的。
  PA信號出來后,經(jīng)過π型的電阻式衰減網(wǎng)路,別離衰減10倍(20dB)或100倍(40dB),此刻一部根本的函數(shù)波形發(fā)作器即已完結(jié)。(留意:選用π型衰減網(wǎng)絡(luò)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(shù)波形發(fā)作器,還有掃頻、VCG、TTL、 TRIG、 GATE及頻率計等功用,其規(guī)劃方法在此也趁便一提:
  1. 掃頻:通常分紅線性(Lin)及對數(shù)(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(fā)作頻率調(diào)制;
  上述兩項規(guī)劃方法,第1項要先發(fā)作鋸齒涉及對數(shù)波信號,并與第2項的輸入信號經(jīng)過多路器(Multiplexer)挑選,然后再經(jīng)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(jīng)三極管電路轉(zhuǎn)成0(Low)、5V(High)的TTL信號即可。
  但留意這么的TTL信號須再經(jīng)過緩沖門(buffer)后才干輸出,以添加扇出數(shù)(Fan Out),通常有時還并聯(lián)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(fā)作一個周期的信號輸出,規(guī)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(fā)作波形輸出,直到輸入為LOW時,圖二SWI接地而關(guān)掉信號源輸出;
  6. 頻率計:除市場上簡便的刻度盤顯現(xiàn)以外,不管是LED數(shù)碼管或LCD液晶顯現(xiàn)頻率,其與頻率計電路是堆疊的.

2. 恣意波形發(fā)作器,仿真試驗的儀器
  恣意波形發(fā)作器是信號源的一種,它具有信號源一切的特色。咱們傳統(tǒng)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(shù)??梢娦盘栐丛陔娮釉囼灪蜏y驗處理中,并不丈量任何參數(shù)而是根據(jù)運用者的請求,仿真各種測驗信號,供給給被測電路,以到達(dá)測驗的需求。
  信號源有很多種,包含正弦波信號源,函數(shù)發(fā)作器、脈沖發(fā)作器、掃描發(fā)作器、恣意波形發(fā)作器、組成信號源等。通常來講恣意波形發(fā)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(huán)境所規(guī)劃的電路在運轉(zhuǎn)中,因為各種攪擾和呼應(yīng)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(fā)作,如在規(guī)劃之初沒有思考進入,有的將會發(fā)作災(zāi)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(shè)備“燒壞"。確認(rèn)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(fā)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(shù)據(jù)。在計算機傳輸中,經(jīng)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(qū)別這么有的恣意波形發(fā)作器,內(nèi)置必定數(shù)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(jīng)過隨機接口通訊傳輸?shù)接嬎銠C作更進一步剖析與處理。

二、函數(shù)功用,仿真根底試驗室規(guī)劃人員的環(huán)境
  函數(shù)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(diào)制和掃描才能,*,在咱們的根底試驗中(如大學(xué)電子試驗室、科研機構(gòu)研討試驗室、工廠開發(fā)試驗室等),咱們規(guī)劃了一種電路,需求驗證其可靠性與安穩(wěn)性,就需求給它施加抱負(fù)中的波形以區(qū)分真?zhèn)?。如咱們可運用信號源的DC抵償功用對固態(tài)電路控制DC偏壓電平;咱們可對一個置疑有毛病的數(shù)字電路,運用信號源的方波輸出作為數(shù)字電路的時鐘,一起運用方波加DC抵償發(fā)作有用的邏輯電平模仿輸出,調(diào)查該電路的運轉(zhuǎn)狀況,而證明毛病缺點的地方??倸w運用恣意波形發(fā)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(yè)等范疇中,有些電路運轉(zhuǎn)環(huán)境很難估量,在試驗規(guī)劃完結(jié)以后,在實際環(huán)境還需求作更進一步試驗,有些試驗的本錢很高或者風(fēng)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(zhuǎn)狀況等),大家不行能長時間作試驗判別所規(guī)劃商品(例如高速火車、飛機)的可行性和安穩(wěn)性等;咱們就可運用有些恣意波形發(fā)作器波形下載功用,在作一些麻煩費用高或風(fēng)險性大的試驗時,經(jīng)過數(shù)字示波器等儀器把波形實時記錄下來,然后經(jīng)過計算機接口傳輸?shù)叫盘栐?,直接下載到規(guī)劃電路,更進一步試驗驗證。
  綜上所述,恣意波形發(fā)作器是電子工程師信號仿真試驗的東西。咱們選購時除關(guān)懷傳統(tǒng)信號源的缺點——頻率精度、頻率安穩(wěn)度、起伏精度、信號失真度外,更應(yīng)關(guān)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(shù),以便同步比照兩信號的相移特性,更進一步到達(dá)仿真試驗狀況。

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