测验工程师面对的极具挑战性的使命之一,是为测验PCB原型或硅转生成鼓励信号,或为RF技能界说杂乱的高频调制信号。虽然在作业台上摆满脉冲产生器、函数产生器、调制产生器和RF产生器也不失为一种办法,但运用恣意波形产生器(AWG)直接组成生成信号供给了更高的灵活性、可重复性和丈量精度。
灵活性源自咱们生成波形的方法,其直接来自AWG中的内存,因而办理简洁,能够满意无穷无尽的各类运用和测验需求。AWG根据采样的结构根本上与数字示波器的操作相反。示波器从模仿波形中收集样点,而恣意波形产生器则从存储的样点中重建模仿波形(即DAC与ADC)。这些样点根本上能够界说任何波形,从正弦波到串行数字脉冲。
许多传统信号产生仪器只生成一种波形,如正弦波,并依靠外部调制器,来进一步处理信号。比较之下,AWG运用直接数字生成技能,生成包含要求的调制特色或传输途径效应的信号,如颤动、噪声、符号间搅扰(ISI)、等等。能够运用各种软件东西,界说和树立信令特色。
与示波器相同,AWG一向紧跟电子器材和RF范畴中产生的速度和杂乱性敏捷进步的开展脚步。最新AWG供给了高采样率、长波形内存、深动态规模和必要的分辨率,能够满意国防电子、高速串行、光学网络和高档研讨中最严苛的信号产生要求。
AWG最重要的主打目标之一是采样率。就在上一年,采样率刚刚跃升到大约24 GS/s (每秒千兆样点)。而今日,AWG现已完结了50GS/s的采样率。这意味着在RF运用中,能够运用AWG生成高达20 GHz的杂乱宽带信号。在高速串行运用中,能够运用当今的50 GS/s AWG,生成高达122.5 Gb/s的高波特率基带信号,一同仍能供给所需的笔直分辨率,处理杂乱调制,如OFDM和高阶QAM格局。
AWG正日益成为各种测验丈量运用的鼓励源,这是由于与其它方法比较,其供给了很多固有的优势,包含:
●能够经过数百种方法修正存储的信号信息或数字样点,如滤波、卷积、时移、调制、等等。
●经过改动采样时钟的频率,能够改动输出频率,而不会改动波形成分。
●能够在输出波形中任何地方添加反常特色(如瞬态信号或下跌)。这适用于供给“实在环境”压力,如原型验证进程中的正弦曲线颤动。
●直接数字组成技能能够与规划(建模)东西一同运用,仿真元器材、信道和/或体系功能。
●根据软件的修正东西简化了开发和修正波形的进程。
创立波形
跟着规划人员需求规划的信号越来越杂乱,根据软件的东西现已成为创立波形的首选手法。愈加完善的软件东西能够归档和重用代码,从数学函数中核算简直任何波形,对得到的波形建模。商场上有多种波形创立东西,从最简略的东西,直到高档东西。
下面归纳介绍了供给的部分选项以及根据MATLAB的更详细的实例。
大多数AWG包含一套根本波形文件,能够调用到波形内存中。这些波形一般直接从简略的数学函数中导出,如正弦公式。其它根本波形包含三角波、锯齿波、方波等信号形状。机载功能为在AWG及相连器材上履行“存在信号”查看供给了便利的方法,这些功能对其它简略测验或许现已足够了。
许多厂商一般还供给根本的成套波形创立和修正东西,这些东西规划成在Windows核算渠道或在仪器自身内部运转。图1显现了用来创立正弦波的公式修正器。
图1.标配AWG波形东西能够快速创立波形,如图中所示的正弦波。
公式窗口(左上方)包含着实践公式和其它细节,公式详细如下:
#Here w = 2*pi*10^4*t
#The Freq of the equation F= 1/((points/cycle) * clock)
#In this equation Freq is 1/1000*100ns = 10KHz i.e. 10^4
#View the waveform with the settings Points: 1K,SR,10MS/s
Range(0us, 100us)
留意,大多数文本由注释组成,运算函数是简略的“sin(w)”。一旦根本波形完结,绘图东西能够运用人为失真或畸变改动简略的正弦形状。