任意波形發(fā)生器簡介

盡管基于DDS原理的AWG有上述的一些缺點(diǎn)，但DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和頻率轉(zhuǎn)換速度快等優(yōu)點(diǎn)，適合輸出調(diào)頻、調(diào)相、掃頻信號(hào)。而且通過合理的設(shè)定基準(zhǔn)時(shí)鐘、相位增量和輸出頻率的關(guān)系，能夠使信號(hào)保真度滿足測試要求。

2. True Arb

True Arb就是真任意波形發(fā)生器的意思，這是相對(duì)于DDS可能丟掉一些數(shù)據(jù)的特點(diǎn)而言。下圖是True Arb的原理框圖：

True Arb以一個(gè)可變的采樣時(shí)鐘從波形存儲(chǔ)器中讀出量化數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過DAC和低通濾波器后輸出。如果需要改變輸出信號(hào)頻率，就調(diào)節(jié)采樣時(shí)鐘的頻率。True Arb更接近于一個(gè)數(shù)字存儲(chǔ)示波器的逆過程：

1)數(shù)字存儲(chǔ)示波器的采樣率可以變化，True Arb的采樣時(shí)鐘頻率也可以變化。

2)數(shù)字存儲(chǔ)示波器的約束條件：儲(chǔ)器容量=采樣率×采樣時(shí)間

True Arb的約束條件：存儲(chǔ)容量=采樣率×信號(hào)重復(fù)周期

例如AWG的存儲(chǔ)容量為2Mpts,如果采樣率設(shè)為100MS/s，那么輸出信號(hào)的最大重復(fù)周期為20ms，即最小重復(fù)頻率50Hz。如果要輸出更低頻率的信號(hào)，就必須降低采樣率。

可以看出，通過改變采樣時(shí)鐘來改變輸出頻率的方法，能夠保證存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)都被輸出，相比DDS方法，信號(hào)保真度更好。

另外True Arb存儲(chǔ)器從邏輯上可以分成若干片段，每個(gè)片段的波形數(shù)據(jù)可以單獨(dú)、重復(fù)輸出，即所謂波形序列(Sequence)功能。例如存儲(chǔ)器深度為1Mpts。可以分為3個(gè)片段，分別可以保存500kpts、400kpts、100kpts數(shù)據(jù)?？梢远x第一個(gè)片段波形重復(fù)輸出3次后，第二個(gè)片段波形輸出1次，第三個(gè)片段波形重復(fù)輸出2次，又重新回到第一個(gè)片段開始新的循環(huán)… 這種功能的好處是可以設(shè)計(jì)更復(fù)雜的波形，并最大程度利用存儲(chǔ)器容量。比方需要產(chǎn)生這樣一種信號(hào)，先輸出一個(gè)寬度25us、幅度3V的脈沖，保持低電平20s后再輸出一個(gè)寬度25us、幅度5V的脈沖，再經(jīng)過50s的低電平后完成一次重復(fù)，開始下一個(gè)周期。這樣一個(gè)信號(hào)，必須有相對(duì)較高的采樣率才能重建出25us的脈沖，但信號(hào)重復(fù)周期長，True Arb的約束條件決定了，在有限的存儲(chǔ)器容量下，無法保存高采樣率下的長時(shí)間波形數(shù)據(jù)。這時(shí)就可以利用波形序列功能。比如第一個(gè)片段保存3V脈沖，輸出一次，第二個(gè)片段保存50us低電平，重復(fù)輸出400000次，總持續(xù)時(shí)間為20s，第三個(gè)片段保存5V脈沖，輸出一次，第三個(gè)片段保存50us低電平，重復(fù)輸出1000000次，總持續(xù)時(shí)間50s。如下圖示意：

三、AWG性能和功能

一般通過以下性能和功能來評(píng)價(jià)一款A(yù)WG：

四、力科任意波形發(fā)生器

力科任意波形發(fā)生器ArbStudio包括信號(hào)源本身和在PC上運(yùn)行的波形編輯和管理軟件。其主要功能特點(diǎn)：

1)在同類產(chǎn)品中，具有無以倫比的硬件指標(biāo)：

最多4個(gè)模擬通道或36個(gè)數(shù)字通道

最大采樣率1GS/s

每通道存儲(chǔ)深度2Mpts

模擬帶寬125MHz

DAC分辨率16bits

2)支持多種調(diào)制方式：AM, FM, PM, ASK, FSK, PSK, PWM

3)市面上很多AWG要么是DDS架構(gòu)，要么是True Arb架構(gòu)。ArbStudio同時(shí)提供兩種工作模式，方便用戶根據(jù)應(yīng)用的需要來選擇不同的工作模式。

4)方便易用的波形產(chǎn)生、編輯和管理軟件。除了AWG方式，ArbStudio軟件還能工作在函數(shù)發(fā)生器和PWM信號(hào)發(fā)生器模式，用戶無需編輯波形數(shù)據(jù)即可方便快捷地輸出想要的基本波形。

5)采樣時(shí)鐘和觸發(fā)可以從外部輸入，觸發(fā)信號(hào)也能輸出。

6)支持最多8臺(tái)4通道ArbStudio同步工作。