任意波形发生器的作用是什么?

任意波形发生器是仿真实验的最佳仪器,任意波形发生器是信号源的一种,它具有信号源所有的特点。我们传统都认为信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形),然后用其它仪表测量感兴趣的参数。可见信号源在电子实验和测试处理中,并不测量任何参数而是根据使用者的要求,仿真各种测试信号,提供给被测电路,以达到测试的需要。

任意波形发生器具备了函数发生器的所有功能,可以产生正弦波、方波、三角波等基本函数。除此之外,任意波形发生器还可以产生模拟和数字调制信号,支持线性/对数扫频信号和脉冲串的输出,这是任意波形发生器区别于函数发生器的最大特征。全系列函数/任意波形发生器都能支持 AM、FM、PM、FSK、ASK、DSB-AM 等模拟和数字调制功能。都支持扫频功能和脉冲串输出功能,在这两种模式中,触发源可以在内部、外部和手动三种中进行选择,当选择内部和手动触发源的时候,支持触发信号输出,便于实现多款不同的仪器之间的触发同步。

    任意波形发生器有上百种应用方式,但是在电子测试测量领域,其应用范围基本可以可以分为三种:检验、检定以及极限/余量测试。在产品的调试阶段,工程师需要测试产品的各项参数,以检验产品是否满足相关的出厂标准,在这个过程中,任意波形发生器需要发出标准规定的信号作为待测网络的激励源,通过测量并记录被测网络的响应,然后将记录的结果与标准规定的指标进行对照并且得出检验的结论。另外,新开发的工控模块,数据调理模块等都需要使用任意波形发生器通过穷尽测试来确定其线性度和单调性等指标。在很多场合中,任意波形发生器需要在其提供的信号中增加已知的,数量和类型可重复的失真或损伤,通过控制失真或损伤相关的参数可以对被测件进行极限/余量测试。

    一、函数功能,仿真基础实验室设计人员的环境

  函数信号源是使用最广的通用信号源,它能提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲串等波形,有的还同时具有调制和扫描能力,众所周知,在我们的基础实验中(如大学电子实验室、科研机构研究实验室、工厂开发实验室等),我们设计了一种电路,需要验证其可靠性与稳定性,就需要给它施加理想中的波形以辨别真伪。如我们可使用信号源的DC补偿功能对固态电路控制DC偏压电平;我们可对一个怀疑有故障的数字电路,利用信号源的方波输出作为数字电路的时钟,同时使用方波加DC补偿产生有效的逻辑电平模拟输出,观察该电路的运行状况,而证实故障缺陷的地方。总之利用任意波形发生器这方面的基础功能,能仿真您基础实验室所必须的信号。

  二、任意波形,仿真模拟更复杂的信号要求

  众所周知,在我们实际的电子环境所设计的电路在运行中,由于各种干扰和响应的存在,实际电路往往存在各种信号缺陷和瞬变信号,例如过脉冲、尖峰、阻尼瞬变、频率突变等(见1,2),这些情况的发生,如在设计之初没有考虑进去,有的将会产生灾难性后果。例如1中的a处过尖峰脉冲,如果给一个抗冲能力差的电路,将可能会导致整个设备“烧坏”。确认电路对这样一个状况敏感的程度,我们可以避免不必要的损失,该方面的要求在航天、军事、铁路和一些情况比较复杂的重要领域尤其重要。

  由于任意波形发生器特殊的功能,为了任意增强波形生成能力,它往往依赖计算机通讯输出波形数据。在计算机传输中,通过专用的波形编辑软件生成波形,有利于扩充仪器的能力,更进一步仿真模拟实验。同时由于编辑一个任意波形有时需要花费大量的时间和精力,并且每次编辑波形可能有所差异这样有的任意波形发生器,内置一定数量的非易失性存储器,随机存取编辑波形,有利于参考对比;或通过随机接口通讯传输到计算机作更进一步分析与处理。

三、下载传输,更进一步实时仿真

  在一些军事、航空、交通制造业等领域中,有些电路运行环境很难估计,在实验设计完成之后,在现实环境还需要作更进一步实验,有些实验的成本很高或者风险性很大(如火车高速实验时铁轨变换情况、飞机试机时螺旋桨的运行情况等),人们不可能长期作实验判断所设计产品(例如高速火车、飞机)的可行性和稳定性等;我们就可利用有些任意波形发生器波形下载功能,在作一些麻烦费用高或风险性大的实验时,通过数字示波器等仪器把波形实时记录下来,然后通过计算机接口传输到信号源,直接下载到设计电路,更进一步实验验证。

  综上所述,任意波形发生器是电子工程师信号仿真实验的最佳工具。我们选购时除关心传统信号源的缺陷——频率精度、频率稳定度、幅度精度、信号失真度外,更应关心它编辑与波形生存和下载能力,同时也要注意它的输出通道数,以便同步比较两信号的相移特性,更进一步达到仿真实验状态。

文章来源北京凡实测控技术有限公司    文章链接:http://www.beijingfanshi.com/PXFSQDCY


2018年09月26日

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