用函數信號發生器測試任意波形的可重復性
我們將會通過一個更真實的雙音多頻(DTMF)信號,向您展示使用函數發生器創建信號的兩種方法。一種方法是使用數學方程來構建仿真波形。另一種方法則使用從示波器或萬用表獲取的實際數據來構建實際波形。在這兩種情況下,都可以用U盤來保存波形并將其傳輸到PC進行編輯,或傳輸到其他儀器進行回放。我們所用的儀器具有無線局域網或USB接口,并且支持 .csv 或文本等標準文件類型,因而簡化了波形捕獲和回放的任務。
雙音多頻(DTMF)信號示例
DTMF 信號或“音調”通常用于電話和電話交換設備以及公共安全無線電調度中,以限制針對特定地點的射頻流量。這些信號位于音頻頻帶中,可以通過語音通信來傳輸。圖 1 所示為兩個正弦波:一個頻率為 1477 Hz,另一個為 941 Hz。最右邊的圖像顯示了兩個信號的和或雙音。
圖 1. 這里有一個簡單的仿真雙音信號示例。左側和中間圖像的頻率分別是 1477 Hz 和 941 Hz。右側圖像顯示雙音。
您可以使用具有匯總調制功能的函數發生器來構建基本的雙音信號。雖然匯總調制是最簡單的方法,但使用具有任意波形能力的函數信號發生器可帶來一些優勢。首先,它們可以像任何其他內置波形一樣輕松操作。可以輕松地修改振幅、頻率和調制類型。其次,可以選擇 n 個周期的猝發,而且其他信道和設備可以同步。
使用仿真數據創建任意波形
通常,波形在數學上被定義為對現實信號的模擬。Trueform 波形發生器帶有眾多類型的內置任意波形,如:心波、指數下降、指數上升、高斯脈沖等。這些信號是周期性信號,可以由80到450個點來表示。頻率和周期可以通過設置采樣率和波形長度來確定。在創建波形時,務必使用可以輕松相乘或相除的多個點,以便更加直接地確定頻率(例如,具有50KSa/s采樣率的100點波形的頻率為500 Hz)。
猝發模式可與任何波形一起使用,以輸出一定數量的周期。它通常與任意波形一起使用,以輸出僅僅一個周期或具有相同周期的波形。當函數發生器用于猝發模式時,最后一個點將會決定猝發完成后保持的輸出電壓。波形使用-1到1之間的實數來定義,其中-1為最大負電壓,0=0V,1 表示最大正電壓。Trueform函數發生器附帶的所有內置波形都以0結尾,這意味著在猝發完成后輸出將返回0V。但是,如果您正在設計一個常高信號,即在猝發后保持高電壓的信號,那么波形應當以1結尾。以1結尾的波形是常高信號,以0結尾的波形是常低信號(圖2)。
圖 2. 左圖顯示斜波的三個周期猝發,其最后一個點為“1”;右圖是最后一個點為“0”的斜波。
Trueform函數發生器附帶的內置波形簡單且具有周期性。您可能需要包含數千個點的復雜波形或很少重復的波形。復雜的波形可以使用內置波形作為構建塊來創建,包含觸發器、排序和其他功能。例如,您可以創建一個比測試要求更長的波形,以便在開始時和觸發時提供更多選項。函數發生器可以在觸發器上啟動信號,并在信號啟動后向測量硬件發送一個觸發器。
設計波形的最后一個步驟是選擇濾波器類型。Trueform 函數發生器提供三種選擇:關斷、正常和階躍(圖 3)。“關斷”允許實現從一個點到下一個點的突然變化。“正常”可優化波形輸出,實現平坦的頻率響應。“階躍”可優化波形,以獲得最佳的階躍響應。
圖 3. “關斷濾波”、“正常濾波”和“階躍濾波”模式的方波。
波形可以保存為 .arb 文件,該文件用以存儲通道數量、采樣率、振幅、輸出觸發游標點、濾波器類型和數據。arb文件會存儲在函數發生器的內部存儲器中,并可以復制到U盤。
圖 4. .arb 文件的前幾行顯示每個波形保存的參數。波形每次都可以同樣回放,參數可以隨時調整。
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