傳統(tǒng)函數(shù)發(fā)生器的主要指標(biāo)和新近研發(fā)的任意波形發(fā)生器的主要指標(biāo)有一些不同,我們這里分別介紹一下。
一、普通函數(shù)發(fā)生器的主要指標(biāo):
帶寬(輸出頻率范圍)
儀器的帶寬是指模擬帶寬,與采樣速率等無(wú)關(guān),信號(hào)源的帶寬是指信號(hào)的輸出頻率的范圍,并且一般來(lái)講信號(hào)源輸出的正弦波和方波的頻率范圍不一致,例如,某函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生正弦波的頻率范圍是1mHz ~ 240MHz,而輸出方波的頻率范圍是1mHz ~120MHz。
頻率(定時(shí))分辨率
頻率分辨率,即最小可調(diào)頻率分辨率,也就是創(chuàng)建波形時(shí)可以使用的最小時(shí)間增量。
頻率準(zhǔn)確度
信號(hào)源顯示的頻率值與真值之間的偏差,通常用相對(duì)誤差表示,低檔信號(hào)源的頻率準(zhǔn)確度只有1%,而采用內(nèi)部高穩(wěn)定晶體振蕩器的頻率準(zhǔn)確度可以達(dá)到108~1010。例如,某信號(hào)源的頻率準(zhǔn)確度為1ppm。
頻率穩(wěn)定度
頻率穩(wěn)定度是指外界環(huán)境不變的情況下,在規(guī)定時(shí)間內(nèi),信號(hào)發(fā)生器輸出頻率相對(duì)于設(shè)置讀數(shù)的偏差值的大小。頻率穩(wěn)定度一般分為長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度(長(zhǎng)穩(wěn))和短期頻率穩(wěn)定度(短穩(wěn))。其中,短期頻率穩(wěn)定度是指經(jīng)過(guò)預(yù)熱后,15分鐘內(nèi),信號(hào)頻率所發(fā)生的最大變化;長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度是指信號(hào)源經(jīng)過(guò)預(yù)熱時(shí)間后,信號(hào)頻率在任意三小時(shí)內(nèi)所發(fā)生的最大變化。
輸出阻抗
信號(hào)源的輸出阻抗是指從輸出端看去,信號(hào)源的等效阻抗。例如,低頻信號(hào)發(fā)生器的輸出阻抗通常為600Ω,高頻信號(hào)發(fā)生器通常只有50Ω,電視信號(hào)發(fā)生器通常為75Ω。
輸出電平范圍
輸出幅度一般由電壓或者分貝表示,指輸出信號(hào)幅度的有效范圍。另外,信號(hào)發(fā)生器的輸出幅度讀數(shù)定義為輸出阻抗匹配的條件下,所以必須注意輸出阻抗匹配的問(wèn)題。
二、任意波發(fā)生器的主要指標(biāo):
取樣(或采樣)速率
取樣速率通常用每秒兆樣點(diǎn)或者千兆樣點(diǎn)表示,表明了儀器可以運(yùn)行的最大時(shí)鐘或取樣速率。取樣速率影響著主要輸出信號(hào)的頻率和保真度。奈奎斯特取樣定理規(guī)定,取樣頻率或時(shí)鐘速率必須至少是生成的信號(hào)中最高頻譜成分的兩倍,以保證精確的復(fù)現(xiàn)。
存儲(chǔ)深度(記錄長(zhǎng)度)
存儲(chǔ)深度是指用來(lái)記錄波形的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù),它決定著波形數(shù)據(jù)的最大樣點(diǎn)數(shù)量(相當(dāng)于時(shí)間)。每個(gè)波形樣點(diǎn)占用一個(gè)存儲(chǔ)器位置,每個(gè)位置等于當(dāng)前時(shí)鐘頻率下取樣間隔時(shí)間。任意波形發(fā)生器的帶寬是由任意波發(fā)生器的取樣速率和存儲(chǔ)深度決定的。
垂直(幅度)分辨率
信號(hào)源的垂直分辨率是指信號(hào)源中可以編程的最小電壓增量,也就是儀器數(shù)模轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制字寬度,單位為位,它規(guī)定了波形的幅度精度。在混和信號(hào)源中,垂直分辨率與儀器DAC的二進(jìn)制字長(zhǎng)度有關(guān),位越多,分辨率就越高。
信號(hào)源的主要功能
一臺(tái)功能較強(qiáng)的信號(hào)源,還有信號(hào)調(diào)制、頻率掃描、TTL同步輸出、參考時(shí)鐘輸出、Burst及頻率計(jì)
信號(hào)調(diào)制功能:信號(hào)調(diào)制是指被調(diào)制信號(hào)中,幅度、相位或頻率變化把低頻信息嵌入到高頻的載波信號(hào)中,得到的信號(hào)可以傳送從語(yǔ)音、到數(shù)據(jù)、到視頻的任何信號(hào)。信號(hào)調(diào)制可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種,其中模擬調(diào)制,如幅度調(diào)制(AM)和頻率調(diào)制(FM)最常用于廣播通信中,而數(shù)字調(diào)制基于兩種狀態(tài),允許信號(hào)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
頻率掃描功能:測(cè)量電子設(shè)備的頻率特點(diǎn)要求“掃描”正弦波,其會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)改變頻率。一般分成線性(Lin)掃頻及對(duì)數(shù)(Log)掃頻;高級(jí)信號(hào)發(fā)生器支持掃頻功能,而且可以選擇開(kāi)始頻率、保持頻率、停止頻率和相關(guān)時(shí)間,有些信號(hào)發(fā)生器還提供與掃頻同步的觸發(fā)信號(hào)。
TTL同步輸出功能: 一般信號(hào)源輸出的TTL同步信號(hào)是方波經(jīng)三極管電路轉(zhuǎn)成的,電平為0(Low)、3.6~5V(High)。主要用來(lái)同步其他信號(hào)源,或其他類(lèi)型的儀器,以保證觸發(fā)同步。
參考時(shí)鐘輸出功能:TTL同步輸出只能保證觸發(fā)同步,要想使信號(hào)源完全同步就要讓時(shí)鐘同步,參考時(shí)鐘輸出就是為了讓兩臺(tái)信號(hào)源的時(shí)鐘同步而設(shè)計(jì)的,一般參考時(shí)鐘輸出頻率較穩(wěn)定的方波信號(hào)。
Burst功能: 類(lèi)似One Shot功能,輸入一個(gè)TTL信號(hào),則可讓信號(hào)源產(chǎn)生一個(gè)周期的信號(hào)輸出,設(shè)計(jì)方式是在沒(méi)有信號(hào)輸入時(shí),輸出接地即可。
頻率計(jì):除市場(chǎng)上簡(jiǎn)易的刻度盤(pán)顯示之外,無(wú)論是LED數(shù)碼管或LCD液晶顯示頻率,其與頻率計(jì)電路是重疊的。
信號(hào)發(fā)生器是基礎(chǔ)的通用儀器之一,是電子工程師信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具,在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文介紹了函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的基礎(chǔ)知識(shí),為您的選型和概念的了解提供方便。我們選購(gòu)時(shí)除關(guān)心信號(hào)源的基本指標(biāo)外,還需要關(guān)心他的高級(jí)功能,如波形編輯和下載功能,和計(jì)算機(jī)的通訊能力,幾臺(tái)信號(hào)發(fā)生器的同步能力等等。根據(jù)工程師自己的應(yīng)用需要,選擇合適的信號(hào)發(fā)生器,為工程師的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面,真實(shí)的測(cè)試,對(duì)自己研發(fā)的產(chǎn)品更有信心。
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