任意波形發(fā)生器是仿真實(shí)驗的最佳儀器之一,任意波形發(fā)生器是信號源的一種,它具有信號源所有的特點(diǎn)。我們傳統都認為信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號(各種波形),然后用其它儀表測量感興趣的參數??梢?jiàn)信號源在電子實(shí)驗和測試處理中,并不測量任何參數而是根據使用者的要求,仿真各種測試信號,提供給被測電路,以達到測試的需要。
任意波形發(fā)生器的功能
一、函數功能,仿真基礎實(shí)驗室設計人員的環(huán)境
函數信號源是使用*的通用信號源,它能提供正弦波、鋸齒波、方波、脈沖串等波形,有的還同時(shí)具有調制和掃描能力,在我們的基礎實(shí)驗中(如大學(xué)電子實(shí)驗室、科研機構研究實(shí)驗室、工廠(chǎng)開(kāi)發(fā)實(shí)驗室等),我們設計了一種電路,需要驗證其可靠性與穩定性,就需要給它施加理想中的波形以辨別真偽。如我們可使用信號源的DC補償功能對固態(tài)電路控制DC偏壓電平;我們可對一個(gè)懷疑有故障的數字電路,利用信號源的方波輸出作為數字電路的時(shí)鐘,同時(shí)使用方波加DC補償產(chǎn)生有效的邏輯電平模擬輸出,觀(guān)察該電路的運行狀況,而證實(shí)故障缺陷的地方??傊萌我獠ㄐ伟l(fā)生器這方面的基礎功能,能仿真您基礎實(shí)驗室所必須的信號。
二、任意波形,仿真模擬更復雜的信號要求
在我們實(shí)際的電子環(huán)境所設計的電路在運行中,由于各種干擾和響應的存在,實(shí)際電路往往存在各種信號缺陷和瞬變信號,例如過(guò)脈沖、尖峰、阻尼瞬變、頻率突變等(見(jiàn)圖1,圖2),這些情況的發(fā)生,如在設計之初沒(méi)有考慮進(jìn)去,有的將會(huì )產(chǎn)生災難性后果。例如圖1中的a處過(guò)尖峰脈沖,如果給一個(gè)抗沖能力差的電路,將可能會(huì )導致整個(gè)設備"燒壞"。確認電路對這樣一個(gè)狀況敏感的程度,我們可以避免不必要的損失,該方面的要求在航天、軍事、鐵路和一些情況比較復雜的重要領(lǐng)域尤其重要。
由于任意波形發(fā)生器特殊的功能,為了任意增強波形生成能力,它往往依賴(lài)計算機通訊輸出波形數據。在計算機傳輸中,通過(guò)專(zhuān)用的波形編輯軟件生成波形,有利于擴充儀器的能力,更進(jìn)一步仿真模擬實(shí)驗。同時(shí)由于編輯一個(gè)任意波形有時(shí)需要花費大量的時(shí)間和精力,并且每次編輯波形可能有所差異這樣有的任意波形發(fā)生器,內置一定數量的非易失性存儲器,隨機存取編輯波形,有利于參考對比;或通過(guò)隨機接口通訊傳輸到計算機作更進(jìn)一步分析與處理。
三、下載傳輸,更進(jìn)一步實(shí)時(shí)仿真
在一些軍事、航空、交通制造業(yè)等領(lǐng)域中,有些電路運行環(huán)境很難估計,在實(shí)驗設計完成之后,在現實(shí)環(huán)境還需要作更進(jìn)一步實(shí)驗,有些實(shí)驗的成本很高或者風(fēng)險性很大(如火車(chē)高速實(shí)驗時(shí)鐵軌變換情況、飛機試機時(shí)螺旋槳的運行情況等),人們不可能長(cháng)期作實(shí)驗判斷所設計產(chǎn)品(例如高速火車(chē)、飛機)的可行性和穩定性等;我們就可利用有些任意波形發(fā)生器波形下載功能,在作一些麻煩費用高或風(fēng)險性大的實(shí)驗時(shí),通過(guò)數字示波器等儀器把波形實(shí)時(shí)記錄下來(lái),然后通過(guò)計算機接口傳輸到信號源,直接下載到設計電路,更進(jìn)一步實(shí)驗驗證。
綜上所述,任意波形發(fā)生器是電子工程師信號仿真實(shí)驗的最佳工具之一。我們選購時(shí)除關(guān)心傳統信號源的缺陷--頻率精度、頻率穩定度、幅度精度、信號失真度外,更應關(guān)心它編輯與波形生存和下載能力,同時(shí)也要注意它的輸出通道數,以便同步比較兩信號的相移特性,更進(jìn)一步達到仿真實(shí)驗狀態(tài)。