層出不窮的信號(hào)發(fā)生器可有效節(jié)省測(cè)試時(shí)間

　　所有電子電路和電子設(shè)備都接收輸入信號(hào)，然后將其處理成新的不同的輸出信號(hào)。工程師在設(shè)計(jì)和測(cè)試電路及設(shè)備時(shí)會(huì)從哪里獲得這些輸入信號(hào)呢？一種可能是為某種特殊應(yīng)用建立自己的信號(hào)源，但這并非必需。

　　這是因?yàn)椴还苷谠O(shè)計(jì)或等待測(cè)試的設(shè)備是何種類(lèi)型，都可以用現(xiàn)成的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生合適的輸入信號(hào)。信號(hào)發(fā)生器就象是工作臺(tái)上的示波器、萬(wàn)用表和電源一樣普遍。不管是模擬還是數(shù)字類(lèi)型的信號(hào)發(fā)生器，它們都能用來(lái)節(jié)省設(shè)計(jì)與測(cè)試時(shí)間，確保產(chǎn)品正常工作(圖1)。

　　圖1：基于昂貴多管腳MCU的多功能卡讀卡器接口設(shè)計(jì)。

　　函數(shù)發(fā)生器

　　基本的函數(shù)發(fā)生器可以產(chǎn)生頻率從約0。2Hz到20MHz左右的正弦波、方波和三角波信號(hào)。一些發(fā)生器還能提供線(xiàn)性斜坡、正極性或負(fù)極性脈沖信號(hào)。這些發(fā)生器主要用于基本的音頻、超聲波頻率和低頻射頻測(cè)試。脈沖輸出是TTL/CMOS電平，而線(xiàn)性輸出電壓可達(dá)±20Vp-p左右。

　　低成本發(fā)生器一般是用模擬電路實(shí)現(xiàn)的，可以產(chǎn)生連續(xù)的可變頻率和輸出電壓。雖然一些低成本模擬函數(shù)發(fā)生器仍有市場(chǎng)，但目前的大多數(shù)函數(shù)發(fā)生器使用數(shù)字信號(hào)發(fā)生方法和頻率合成技術(shù)。

　　事實(shí)上，大部分工程師喜歡數(shù)字類(lèi)型的函數(shù)發(fā)生器，它們常被稱(chēng)為任意函數(shù)發(fā)生器(AFG)或任意波形發(fā)生器(AWG)，兩者一般都統(tǒng)稱(chēng)為ARB(圖2)。

　　圖2：基于少管腳MCU的多功能卡讀卡器接口設(shè)計(jì)的外接多工器和膠合邏輯。

　　AFG是兩種發(fā)生器中較簡(jiǎn)單的一種，僅用于產(chǎn)生最常用的信號(hào)，如正弦波、三角波、鋸齒波或方波。而AWG可以用來(lái)產(chǎn)生事實(shí)上任意類(lèi)型的信號(hào)。大多數(shù)AFG采用直接數(shù)字合成技術(shù)和內(nèi)含標(biāo)準(zhǔn)波形的波形存儲(chǔ)器及DAC輸出(參考www。electronicdesign。com網(wǎng)站編號(hào)為DrillDeeper19147的“DDS基礎(chǔ)”一文)。

　　輸出信號(hào)以設(shè)定波形的一系列二進(jìn)制樣值存儲(chǔ)在RAM或ROM中。這些數(shù)據(jù)輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)就能產(chǎn)生階梯近似型的目標(biāo)輸出信號(hào)。一些AFG可以產(chǎn)生頻率高達(dá)300MHz的正弦和其它波形。

　　AFG在存儲(chǔ)器中預(yù)存有全部標(biāo)準(zhǔn)波形，可以通過(guò)前面板控制進(jìn)行選擇。AWG也能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)波形，但用戶(hù)可以向RAM中輸入任意想要的波形，也可以用外部軟件創(chuàng)建代表想要波形的二進(jìn)制文件。

　　頻率合成器向RAM提供增量地址，然后由RAM向DAC提供波形樣值。另外，可以用模擬的低通濾波器去除殘留的數(shù)字雜訊。輸出電平控制功能可以用來(lái)設(shè)定想要的信號(hào)幅度。

　　一些函數(shù)發(fā)生器還能提供基本的調(diào)制類(lèi)型，包括調(diào)幅(AM)、幅移鍵控(ASK)、開(kāi)關(guān)鍵控(OOK)、調(diào)頻(FM)、頻移鍵控(FSK)、調(diào)相(PM)、相移鍵控(PSK)及一些數(shù)字調(diào)制類(lèi)型。

　　比如泰克的AWG5000。該設(shè)備使用了標(biāo)準(zhǔn)的N倍鎖相環(huán)(PLL)合成器(圖3)，有兩個(gè)輸出通道，每個(gè)通道都可以設(shè)成單端或差分輸出。其DAC采樣率高達(dá)1。2Gsamples/s，可以產(chǎn)生最高頻率達(dá)600MHz的輸出波形。由于這個(gè)高頻特性，AWG5000可以用于某些應(yīng)用中的射頻測(cè)試。

　　圖3：基于帶靈活I(lǐng)/O影像的MCU的多功能卡讀卡器接口設(shè)計(jì)。