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教你如何用函數信號發生器產生低占空比的信號

更新時間:2021-12-19   點擊次數:331次
  函數信號發生器是一種信號發生裝置,能產生某些特定的周期性時間函數波形(正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等)信號,頻率范圍可從幾個微赫到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動控制系統測試用外,還廣泛用于其他非電測量領域。
 
  信號發生器一般區分為函數信號發生器及任意波形發生器,而函數波形發生器在設計上又區分出模擬及數字合成式。
 
  數字合成式函數信號源無論就頻率、幅度乃至信號的信噪比(S/N)均優于模擬,其鎖相環(PLL)的設計讓輸出信號不僅是頻率精準,而且相位抖動(phaseJitter)及頻率漂移均能達到相當穩定的狀態,但畢竟是數字式信號源,數字電路與模擬電路之間的干擾,始終難以有效克服,也造成在小信號的輸出上不如模擬式的函數信號發生器。
 
  如何用函數信號發生器產生低占空比的信號
 
  如果您要表征數字器件特性,通常會用脈沖發生器產生所需要的信號。但對于像微控制器這樣的低頻應用,您可使用較便宜的通用函數發生器產生低占空比信號。
 
  今天的通用函數發生器是有眾多功能的信號源,它們采用直接合成的數字信號產生方案,可產生帶有內置掃描和調制的多種類型的波形和頻率。有些發生器更具有產生任意波形的能力。雖然一般都具有極穩定的頻率和很低的失真,但并不適合產生低占空比的信號。
 
  當您用通用函數發生器產生可變占空比方波時,占空比通常限制為20%至80%,并以1%步進。另一項限制是函數發生器的帶寬;典型函數發生器可產生達15MHz的方波。有限帶寬造成上升和下降時間約為20ns--因此最小的脈沖寬度為40ns。
 
  對每一步驟的說明
 
  您能用今天許多函數發生器都具有的突波模式能力產生低占空比脈沖,從把方波的周期設置為相應所需短脈沖的寬度開始。由于方波是連續的,需要有“選通”信號的方法。我們把發生器設置為重復發送方波的一個周期或突波,方波極低的頻率相當于所需的脈沖間隔。
 
  為使您清楚理解這一過程,我們以函數信號發生器為例。在這一個例子中要每200s產生一個1s的脈沖,相應的占空比為0.5%。
 
  在開始前需要先計算具有1ms正脈沖寬度(即2ms周期)的方波頻率。該周期的倒數即500kHz的頻率。把函數發生器輸出設置為該頻率。
 
  由于我們的目標是每200ms一個脈沖突波波形,其倒數是5kHz的重復率。
 
  第一步,設置脈沖
 
  首先選擇方波功能,設置脈沖的輸出幅度為1Vpp。接著按脈沖寬度設置相應的頻率。按我們前面的計算,2s周期的頻率為500kHz(正1s,負1s)。
 
  第二步,設置突波
 
  按Shift,然后按Burst(Burst指示器被點亮)選擇33120A的突波模式。再按Shift和RecallMenu把突波計數設置為1,使您能直接取顯示上的突波計數命令。
 
  通過在菜單結構中的往下移動(按向下箭頭,↓),驗證計數確實設置為1。為在存儲器中保存此值,按Enter。下一步是確保500kHz信號中沒有任何相移,即把突波相位設置為0°。再次按Shift和RecallMenu,然后按向右箭頭(》),直到顯示中出現突波相位。使用向下箭頭(↓)把相位設置為0°。再按Enter保存該值和退出菜單。
 
  第三步,設置突波
 
  現在把突波率設置至所需要的5kHz頻率。再次按Shift,然后按RecallMenu,以跳入菜單。按向右箭頭(》)直到顯示中出現突波率,用向下箭頭(↓)送入5kHz值。按Enter保存該值。
 
  第四步,把突波源設置為內部
 
  對于33120A,可通過內部或外部觸發突波模式。在這一案例中,我們將使用內觸發的突波模式。對于最終時間,按Shift》RecallMenu,然后用向右箭頭(》),直到顯示中出現突波源。用向下箭頭(↓)驗證突波模式設置為INT(內部)。您可通過把旋鈕旋到零(只有一個旋鈕)把它設置到INT。再次用Enter保存該值。檢查示波器上的輸出示出擴展的標度(圖2說明如何觀察)。您將看到讀出頻率為5kHz,脈沖寬度為1ms,占空比為0.5%,全都符合我們的要求。
 
  除了方波外,您也可把這項技術用于其它波形。如正弦波,三角波,甚至還能包括任意波形。還可調整任意類型脈沖的相位和偏置。