认识函数信号发生?
发表旉Q?009-10-15
函数信号发生?/A>一般区分ؓ(f)函数信号发生器及(qing)L波Ş发生器,而函数L形发生器在设计上又区分出模拟?qing)数字合成式。众所周知Q数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信L(fng)信噪比(S/NQ均优于模拟Q其锁相环( PLLQ的设计让输Z号不仅是频率_ևQ而且怽抖动(phase Jitter)?qing)频率漂Ud能达到相当稳定的状态,但毕竟是数字式信hQ数字电(sh)路与模拟?sh)\之间的干扎ͼ始终难以有效克服Q也造成在小信号的输Z不如模拟式的函数信号? q是通用模拟式函C号发生器的结构,是以三角波生电(sh)路ؓ(f)基础l二极管所构成的正弦L整型?sh)\产生正u波,同时l由比较器的比较产生Ҏ(gu)L,换句话说Q如果以恒流源对?sh)容充?sh)Q即可生正斜率的斜?SPAN class=style5>振动量?/A>。同理,右以恒流源将储存在电(sh)容上的电(sh)h?sh)即产生负斜率的斜LQ电(sh)路结构如下:(x) 当I1 =I2Ӟ卛_产生对称的三角LQ如果I1 > >I2Q此时即产生负斜率的锯波,同理I1 < < I2即生正斜率锯波? 再如图二所C,开关SW1的选择卛_让充?sh)速度呈倍数改变Q也是改变信号的频率,q也是信号源面板上频率的选择开兟뀂同L(fng)同步地改变I(y)1?qing)I2Q也可以改变频率Q这也就是信h上调整频率的?sh)位器,只不q需要简单地原本是?sh)压信号转成甉|而已? 而在占空比调整上的设计有下列两种思\Q? 改变?sh)^的幅度,亦即改变Ҏ(gu)L产生?sh)\比较器的参考幅度,卛_辑ֈ改变脉宽而频率不变的Ҏ(gu),但其最主要的缺Ҏ(gu)占空比一般无法调?0%以下Q导致在采样?sh)\实验Ӟ对瞬时信h采集出来的信h所变动Q如果要此信号用来作模敎ͼA/D)转换Q那么得到的数字信号发生变动而无所适从。但表面张力定?/A>? 2、占I比变,频率跟着改变Q其Ҏ(gu)如下Q? 方波生电(sh)路比较器的参考幅度予以固定(正、负可利用电(sh)路予以切换)(j)Q改变充攄(sh)斜率Q即可达成? q种方式的设计一般用者的反应是“难调”,q是大缺点,但它可以产生10%以下的占I比却是在采h的必备条件? 以上的两U占I比调整?sh)\设计思\Q各有优~点Q当然连带的也媄(jing)响到是否能生“像L(fng)”锯齿L? 接下来PAQ功率放大器Q的设计。首先是利用q算攑֤器(OP) Q再利用推拉?push-pull)攑֤器(注意交越qCross-distortion的预Ԍ(j)信号送到衰减|\Q这部分牉|Ch输出信号的指标,包含信噪比、方波上升时间及(qing)信号源的频率响应Q好的信h当然是正弦L信噪比高、方波上升时间快、三角LU性度要好、同时伏频特性也要好Q(也即频率上升Q信号不能衰减或不能减太大)(j)Q这部分?sh)\较ؓ(f)复杂Q尤其在高频旉利用?sh)容作频率补偿外Q也牉|到PC板的布线方式Q一不小?j),极易引v振荡Q想设计q部分电(sh)路,除原有的模拟理论基础外尚需具备实际的经验,“Try Error”的耐心(j)是不可缺的? PA信号出来后,l过π型的?sh)阻式衰减网路?span id="ckrjqsz" class=style5>偏振光演CZA分别衰减10倍(20dB)?00倍(40dB),此时一部基本的函数波Ş发生器即已完成。(注意Q选用π型衰减网l而不是分压电(sh)路是要让输出L保持一定)(j)? 一台功能较强的函数波Ş发生器,q有扫频、VCG、TTL?TRIG?GATE?qing)频率计{功能,其设计方式在此也Z一提:(x) 1. 扫频Q一般分成线性(Lin)?qing)对敎ͼLog)扫频Q? 2. VCGQ即一般的FMQ输入一音频信号Q即可与信号源本w的信号产生频率调制Q? 上述两项设计方式Q第1要先生锯齿L?qing)对数L信号Qƈ与第2的输入信号l过多\器(Multiplexer)选择Q然后再l过?sh)压对?sh){换电(sh)路,同步地去加到图二中的I1、I2上; 3. TTL同步输出Q将Ҏ(gu)Ll三极管?sh)\转成0(Low)?V(High)的TTL信号卛_? 但注意这L(fng)TTL信号dl过~冲门(buffer)后才能输出,以增加扇出数QF(tun)an Out)Q通常有时qƈ联几个buffer。而TTL INV则只要加个NOT Gate卛_Q? 4. TRIG功能Q类似One Shot功能Q输入一个TTL信号Q则可让信号源生一个周期的信号输出Q设计方式是在没信号输入Ӟ图二的SWI接地卛_Q? 5. Gate功能Q即输入一个TTL信号Q让信号源在输入为HiӞ产生波Ş输出Q直到输入ؓ(f)LOWӞ图二SWI接地而关掉信h输出Q? 6. 兆欧表检定装|?/A>Q除?jng)场上简易的d盘显CZ外,无论是LED数码或LCD液晶昄频率Q其与频率计?sh)\是重叠的. 2. L波Ş发生器,仿真实验的最佳A? L波Ş发生器是信号源的一U,它具有信h所有的特点。我们传l都认ؓ(f)信号源主要给被测?sh)\提供所需要的已知信号Q各UL形)(j)Q然后用其它仪表量感兴的参数。可见信h在电(sh)子实验和试处理中,q不量M参数而是Ҏ(gu)使用者的要求Q仿真各U测试信P提供l被电(sh)路,以达到测试的需要? 信号源有很多U,包括正u波信hQ函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、Q意L形发生器、合成信h{。一般来讲Q意L形发生器Q是一U特D的信号源,l合h其它信号源L形生成能力,因而适合各种仿真实验的需要? 一、函数功能,仿真基础实验室设计h员的环境 函数信号源是使用最q的通用信号源,q仪检定装|?/A>它能提供正u波、锯齿L、方波、脉冲串{L形,有的q同时具有调制和扫描能力Q众所周知Q在我们的基实验中(如大学电(sh)子实验室、科研机构研I实验室、工厂开发实验室{)(j)Q我们设计了(jin)一U电(sh)路,需要验证其可靠性与E_性,需要给它施加理想中的L形以辨别真伪。如我们可用信h的DC补偿功能对固态电(sh)路控制DC偏压?sh)^Q我们可对一个怀疑有故障的数字电(sh)路,利用信号源的Ҏ(gu)L输出作ؓ(f)数字?sh)\的时钟,同时使用Ҏ(gu)L加DC补偿产生有效的逻辑?sh)^模拟输出Q观察该?sh)\的运行状况,而证实故障缺L(fng)地方。M利用L波Ş发生器这斚w的基功能Q能仿真(zhn)基实验室所必须的信受? 二、Q意L形,仿真模拟更复杂的信号要求 众所周知Q在我们实际的电(sh)子环境所设计的电(sh)路在q行中,׃各种q扰和响应的存在Q实际电(sh)路往往存在各种信号~陷和瞬变信P例如q脉册Ӏ尖峰、阻瞬变、频率突变等Q见?Q图2Q,q些情况的发生,如在设计之初没有考虑q去Q有的将?x)生灾难性后果。例如图1中的a处过峰脉冲Q如果给一个抗冲能力差的电(sh)路,可能会(x)D整个讑֤“烧坏”。确认电(sh)路对q样一个状冉|感的E度Q我们可以避免不必要的损失,该方面的要求在航天、军事、铁路和一些情冉|较复杂的重要领域其重要? ׃L波Ş发生器特D的功能Qؓ(f)?jin)增ZQ意L形生成能力,它往往依赖计算机通讯输出波Ş数据。在计算Z输中Q通过专用的L形编辑Y件生成L形,有利于扩充A器的能力Q更q一步仿真模拟实验。同时由于编辑一个Q意L形有旉要花费大量的旉和精力,q且每次~辑波Ş可能有所差异q样有的L波Ş发生器,内置一定数量的非易失性存储器Q随机存取编辑L形,有利于参考对比;或通过随机接口通讯传输?SPAN class=style5>频信号发生?/A>计算Z更进一步分析与处理? 三、下载传输,更进一步实时仿? 在一些军事、航I、交通制造业{领域中Q有些电(sh)路运行环境很难估计,密立Ҏ(gu)a(b)滴A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、飞机时螺旋桨的q行情况{)(j)Qh们不可能长期作实验判断所设计产品Q例如高速火车、飞机)(j)的可行性和E_性等Q我们就可利用有些Q意L形发生器波Ş下蝲功能Q在作一些麻?ch)费用高或风险性大的实验时Q通过数字CL器等仪器把L形实时记录下来,然后通过计算机接口传输到信号源,直接下蝲到设计电(sh)路,更进一步实验验证? lg所qͼL波Ş发生器是?sh)子工程师信号仿真实验的最?jng)_兗我们选购旉兛_(j)传统信号源的~陷——频率精度、频率稳定度、幅度精度、信号失真度外,更应兛_(j)它编辑与波Ş生存和下载能力,同时双踪CL?/A>{?A target=_blank>教学仪器也要注意它的输出通道敎ͼ以便同步比较两信L(fng)相移Ҏ(gu),更进一步达C真实验状态? 信息来源Q?/div>
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