函數(shù)發(fā)作器數(shù)字信號(hào)發(fā)作器

1、認(rèn)識(shí)函數(shù)信號(hào)發(fā)作器
　　信號(hào)發(fā)作器通常區(qū)分為函數(shù)信號(hào)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(hào)源不管就頻率、起伏甚至信號(hào)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(hào)不僅是頻率，并且相位抖動(dòng)(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(hào)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(hào)的輸出上不如模仿式的函數(shù)信號(hào)發(fā)作器。

　　換句話說，假如以恒流源對(duì)電容充電，即可發(fā)作正斜率的斜波。同理，右以恒流源將儲(chǔ)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(dòng)，其辦法如下：

　　改動(dòng)電平的起伏，亦即改動(dòng)方波發(fā)作電路比照器的參閱起伏，即可到達(dá)改動(dòng)脈寬而頻率不變的特性，但其zui主要的缺點(diǎn)是占空比通常無法調(diào)到20%以下，致使在采樣電路試驗(yàn)時(shí)，對(duì)瞬時(shí)信號(hào)所采集出來的信號(hào)有所變化，假如要將此信號(hào)用來作模數(shù)（A/D)變換，那么得到的數(shù)字信號(hào)就發(fā)作變化而無所適從。但不容否定的在運(yùn)用上比照好調(diào)。
　　2、占空比變，頻率跟著改動(dòng)，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(yùn)用電路予以切換），改動(dòng)充放電斜率，即可到達(dá)。
　　這種方法的規(guī)劃通常運(yùn)用者的反應(yīng)是“難調(diào)"，這是大缺點(diǎn)，但它能夠發(fā)作10%以下的占空比卻是在采樣時(shí)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(diǎn)，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(yùn)用運(yùn)算放大器（OP) ，再運(yùn)用推拉式(push-pull)放大器（留意交越失真Cross-distortion的防止）將信號(hào)送到衰減網(wǎng)路，這有些牽涉到信號(hào)源輸出信號(hào)的目標(biāo)，包含信噪比、方波上升時(shí)刻及信號(hào)源的頻率呼應(yīng)，好的信號(hào)源當(dāng)然是正弦波信噪比高、方波上升時(shí)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(hào)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(shí)除運(yùn)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(dòng)，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(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，“Try Error"的耐心是不行缺少的。
　　PA信號(hào)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(jiān)持必定）。
　　一臺(tái)功用較強(qiáng)的函數(shù)波形發(fā)作器，還有掃頻、VCG、TTL、 TRIG、 GATE及頻率計(jì)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(duì)數(shù)（Log)掃頻；
　　2. VCG：即通常的FM，輸入一音頻信號(hào)，即可與信號(hào)源自身的信號(hào)發(fā)作頻率調(diào)制；
　　上述兩項(xiàng)規(guī)劃方法，第1項(xiàng)要先發(fā)作鋸齒涉及對(duì)數(shù)波信號(hào)，并與第2項(xiàng)的輸入信號(hào)經(jīng)過多路器（Multiplexer)挑選，然后再經(jīng)過電壓對(duì)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(hào)即可。
　　但留意這么的TTL信號(hào)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(shí)還并聯(lián)幾個(gè)buffer。而TTL INV則只需加個(gè)NOT Gate即可；
　　4. TRIG功用：相似One Shot功用，輸入一個(gè)TTL信號(hào)，則可讓信號(hào)源發(fā)作一個(gè)周期的信號(hào)輸出，規(guī)劃方法是在沒信號(hào)輸入時(shí)，將圖二的SWI接地即可；
　　5. Gate功用：即輸入一個(gè)TTL信號(hào)，讓信號(hào)源在輸入為Hi時(shí)，發(fā)作波形輸出，直到輸入為L(zhǎng)OW時(shí)，圖二SWI接地而關(guān)掉信號(hào)源輸出；
　　6. 頻率計(jì)：除市場(chǎng)上簡(jiǎn)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(jì)電路是堆疊的.

2. 恣意波形發(fā)作器，仿真試驗(yàn)的儀器
　　恣意波形發(fā)作器是信號(hào)源的一種，它具有信號(hào)源一切的特色。咱們傳統(tǒng)都以為信號(hào)源主要給被測(cè)電路供給所需求的已知信號(hào)（各種波形），然后用其它外表丈量感興趣的參數(shù)?？梢娦盘?hào)源在電子試驗(yàn)和測(cè)驗(yàn)處理中，并不丈量任何參數(shù)而是根據(jù)運(yùn)用者的請(qǐng)求，仿真各種測(cè)驗(yàn)信號(hào)，供給給被測(cè)電路，以到達(dá)測(cè)驗(yàn)的需求。
　　信號(hào)源有很多種，包含正弦波信號(hào)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(hào)源等。通常來講恣意波形發(fā)作器，是一種特別的信號(hào)源，綜合具有其它信號(hào)源波形生成才能，因此合適各種仿真試驗(yàn)的需求。

一、恣意波形，仿真模仿更雜亂的信號(hào)請(qǐng)求
　　*，在咱們實(shí)踐的電子環(huán)境所規(guī)劃的電路在運(yùn)轉(zhuǎn)中，因?yàn)楦鞣N攪擾和呼應(yīng)的存在，實(shí)踐電路通常存在各種信號(hào)缺點(diǎn)和瞬變信號(hào)，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(jìn)入，有的將會(huì)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(gè)抗沖才能差的電路，將也許會(huì)致使全部設(shè)備“燒壞"。確認(rèn)電路對(duì)這么一個(gè)狀況敏感的程度，咱們能夠防止不必要的丟失，該方面的請(qǐng)求鐵路和一些狀況比照雜亂的主要范疇特別主要。
　　因?yàn)轫б獠ㄐ伟l(fā)作器特別的功用，為了增強(qiáng)恣意波形生成才能，它通常依靠計(jì)算機(jī)通訊輸出波形數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)傳輸中，經(jīng)過的波形修改軟件生成波形，有利于擴(kuò)充儀器的才能，更進(jìn)一步仿真模仿試驗(yàn)。一起因?yàn)樾薷囊粋€(gè)恣意波形有時(shí)需求花費(fèi)很多的時(shí)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(chǔ)器，隨機(jī)存取修改波形，有利于參閱比照；或經(jīng)過隨機(jī)接口通訊傳輸?shù)接?jì)算機(jī)作更進(jìn)一步剖析與處理。

二、函數(shù)功用，仿真根底試驗(yàn)室規(guī)劃人員的環(huán)境
　　函數(shù)信號(hào)源是運(yùn)用zui廣的通用信號(hào)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(yàn)中（如大學(xué)電子試驗(yàn)室、科研機(jī)構(gòu)研討試驗(yàn)室、工廠開發(fā)試驗(yàn)室等），咱們規(guī)劃了一種電路，需求驗(yàn)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(yùn)用信號(hào)源的DC抵償功用對(duì)固態(tài)電路控制DC偏壓電平；咱們可對(duì)一個(gè)置疑有毛病的數(shù)字電路，運(yùn)用信號(hào)源的方波輸出作為數(shù)字電路的時(shí)鐘，一起運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)狀況，而證明毛病缺點(diǎn)的地方。總歸運(yùn)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(yàn)室所有必要的信號(hào)。

三、下載傳輸，更進(jìn)一步實(shí)時(shí)仿真
　　在一些交通制造業(yè)等范疇中，有些電路運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境很難估量，在試驗(yàn)規(guī)劃完結(jié)以后，在實(shí)際環(huán)境還需求作更進(jìn)一步試驗(yàn)，有些試驗(yàn)的本錢很高或者風(fēng)險(xiǎn)性很大（如火車高速試驗(yàn)時(shí)鐵軌變換狀況、飛機(jī)試機(jī)時(shí)螺旋槳的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等），大家不行能長(zhǎng)時(shí)間作試驗(yàn)判別所規(guī)劃商品（例如高速火車、飛機(jī)）的可行性和安穩(wěn)性等；咱們就可運(yùn)用有些恣意波形發(fā)作器波形下載功用，在作一些麻煩費(fèi)用高或風(fēng)險(xiǎn)性大的試驗(yàn)時(shí)，經(jīng)過數(shù)字示波器等儀器把波形實(shí)時(shí)記錄下來，然后經(jīng)過計(jì)算機(jī)接口傳輸?shù)叫盘?hào)源，直接下載到規(guī)劃電路，更進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。
　　綜上所述，恣意波形發(fā)作器是電子工程師信號(hào)仿真試驗(yàn)的東西。咱們選購時(shí)除關(guān)懷傳統(tǒng)信號(hào)源的缺點(diǎn)——頻率精度、頻率安穩(wěn)度、起伏精度、信號(hào)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(hào)的相移特性，更進(jìn)一步到達(dá)仿真試驗(yàn)狀況。