генераторы сигналов произвольной формы
Как выбрать генератор сигналов, чтобы не пожалеть о покупке?
Если вы читали предыдущую статью «Как выбрать осциллограф», то уже знаете, что при исследовании и тестировании современных компонентов и радиосистем осциллограф идёт рука об руку с генератором сигналов.
На рынке представлено большое количество моделей генераторов сигналов, создающих – от простых синусоидальных и импульсных сигналов до мощных наносекундных импульсов и сложнейших сигналов произвольной формы. Сегодня в статье расскажем как выбрать среди многообразия моделей наиболее оптимальный для ваших целей генератор сигналов, сэкономив время и деньги.
Генератор сигналов, как для профессионального радиотехника, так и для радиолюбителя – прибор первой необходимости, который востребован наравне с осциллографом и мультиметром. По сути работы генератор сигналов представляет собой тестовый передатчик.
Сформированные сигналы отличаются различными типами модуляции – от аналоговых АМ, ЧМ и цифровых I/Q-видов модуляции до специальных сигналов стандартов мобильной связи: GSM, W-CDMA, HSPA, LTE, LTE Advanced, GPS и беспроводных сетей. Прибор подает тестовые сигналы на испытуемые компоненты, такие как фильтры, готовые модули или усилители. Поэтому, если не хотите работать кустарно, лепить радиоприбор на коленке, используйте генератор сигналов.
Что такое генератор сигналов
Генератор сигнала – прибор, применяемый для генерации сигналов различных частот, которые называются воздействующими или управляющими сигналами. По изменениям формы сигналов судят о поведении в работе диагностируемого оборудования. Генераторы сигналов необходимы при электроизмерениях, тестировании радио- и электронных устройств в процессе их разработки, диагностики или определения соответствия заявленным параметрам.
Принцип работы генератора сигналов
При разработке электронных модулей, компонентов схемы и прочих операциях генератор сигналов работает в качестве источника воздействующего сигнала.
Что представляет собой сигнал генератора?
Сигнал является биполярным истинным сигналом переменного тока с пиковыми значениями, которые колеблются относительно определенного уровня постоянного напряжения.
Также это могут быть сигналы со смещением, которые опускаются и поднимаются ниже или выше от расположения нулевого уровня (0 В). Под переменным током понимается любой изменяющий свое значение сигнал, независимо от привязки к нулю.
Таким образом, тестирование приборов заключается в подаче сигнала идеальной формы или с добавлением искажений, то есть ошибки, которая возможна в процессе работы диагностируемого прибора.
В итоге, способность реагировать тестируемого устройства на искажение демонстрирует его готовность работать в неблагоприятных условиях аварийного режима.
Как вывод можно сказать, что сигнал на выходе модуля анализируется осциллографом или другим прибором, например, анализатором спектра или измерителем мощности. По результатам анализа судят о корректной работе проверяемого устройства. По необходимости генератором можно добавить шум на тестируемый сигнал или имитировать замирание входного сигнала.
Основные применения генератора сигналов
Вы спросите, а зачем он нужен. Например, такой прибор как генератор сигналов A96 DDS понадобится, чтобы получить в работе над радиопередатчиком и приемником требуемую форму сигналов, чтобы настраивать УМЗЧ и измерять искажения или фронты.
Даже простейший бюджетный прибор, такой как функциональный генератор сигналов на ICL8038 даст представление о кривой на выходе при подаче синуса, треугольника или меандра, позволит увидеть результат, который получается на выходе.
Подобные устройства используются в прикладных областях при формировании низкочастотных навигационных сигналов, применяются для мобильной сотовой связи, спутников и радиолокации с длинной волны от миллиметрового диапазона. Чтобы выполнять работу в любых условиях придуманы даже карманные генераторы синусоидальных сигналов, такие как Fg-100. Прибор используется вместе с осциллографом для тестирования и наладки электронных схем.
Устройства стабилизируют синтезированную частоту, поддерживают калиброванный выходной уровень сигнала и дают возможность дистанционного управления.
Иногда получается, что генератор сигналов востребован даже чаще, чем осциллограф. Например, он нужен:
Цифровой генератор сигналов или аналоговый, что лучше?
Аналоговые приборы формируют высококачественные ВЧ-сигналы, обеспечивают АМ/ЧМ, импульсную и ФМ-модуляцию. Аналоговые источники могут качать частоты в заданном диапазоне и даже формируют стандартные сигналы генератора, например, пилообразной и треугольной формы.
Аналоговые генераторы сигналов отличаются:
Однако подавляющее большинство генераторов построены на цифровом принципе. Некоторые приборы универсальны и подходят под требования и аналоговых устройств, и цифровых. Принимать надо то решение, которое оптимально и отвечает выгоде.
Например, генераторы стандартных функций и произвольной формы, они работают с любыми сигналами и смешанными тоже. Для создания и изменения сигналов любой формы применяется метод дискретизации. Для синхронизации с другими приборами и цифровыми выводами генераторы дополнены выходами маркеров.
Для каких целей лучше всего использовать цифровые генераторы сигнала?
Это тестирование в предельных режимах шин компьютеров, телекоммуникационных устройств и прочих приборов цифрового типа.
Если подробнее, то векторные приборы бывают импульсные с потоком сигналов прямоугольной формы или с высокочастотными импульсами на небольшом числе выходов. Устройства формируют сигналы в пределах информационной пропускной способности системы с помощью встроенного I/Q модулятора.
Приборы обладают возможностью создавать комплексные виды модуляции QPSK и 1024QAM. Подобные устройства тестируют высокоскоростное цифровое оборудование.
Векторные генераторы сигналов, или как их еще называют генераторы данных цифровой последовательности, создают 8, 16 и более синхронных потоков импульсов.
Есть более сложные модели. Возьмем приборы, работа которых построена на прямом цифровом синтезе сигналов и отличается большей конструктивной сложностью и высокой функциональностью.
Прямой цифровой синтез сигналов (DDS) как основной метод генерации синусоидальных сигналов
Прямой цифровой, или когерентный синтез (Direct Digital Synthesis или DDS) – технология генерации сигналов специальной и произвольной формы. Прибор, основанный на такой технологии, синтезирует гармонические сигналы множественных частот с высокой точностью и стабильностью из одного или нескольких опорных колебаний.
Принцип работы устройств, работающих с синтезом синусоидальных сигналов построен без применения колебательных компонентов. Для работы используется функция с потоком цифровых данных, соответствующих нужной форме сигнала, закрепленная в памяти. Поток данных подается на вход цифро-аналогового преобразователя, где происходит их изменение в последовательность уровней напряжения, приближенных к сигналу требуемой формы.
Метод уникален цифровой определенностью, то есть частота, амплитуда и фаза сигнала точно известны и подконтрольны в любой момент времени. Устройства DDS стойкие перед температурным воздействием и не подвержены старению.
Достоинства метода DDS:
Синтезатор частоты, применяемый в аппаратуре связи, служит ядром настройки и определяет ее главные технические параметры. Благодаря высокой степени интеграции, программному управлению и небольшим размерам, синтезатор удовлетворяет экономическим и техническим показателям. Например, генератор сигналов произвольной формы MHS-5200A.
Устройства цифрового синтеза выпускаются в интегральном виде с применением субмикронной CMOS-технологии, 3-вольтовой логики и миниатюрного корпуса.
Типы генераторов сигналов
Дополнительно, генераторы подразделяют по частотному диапазону на:
С разновидностями генераторов сигналов цифрового типа разобрались. Как видим, линейка приборов отличается большим разнообразием.
Поставку надежных генераторов сигналов доверьте Суперайс
Поэтому, чтобы не ошибиться, обсудим, какими характеристиками нужно руководствуются, чтобы правильно выбрать генератор для своей задачи.
Основные параметры генератора сигналов
Объем памяти (длина записи)
От объема памяти или числа ячеек памяти для хранения сигнальных последовательностей зависит достоверность воспроизведения сигнала.
Вывод: больший объем памяти позволит сохранить большое количество мелких элементов формы сигнала, т.е. больше периодов сигнала останутся зафиксированными.
Частота дискретизации
Вывод: при выборе обращайте внимание на то, чтобы частота дискретизации превышала минимум вдвое частоту самой высокой спектральной составляющей генерируемого сигнала. От частоты дискретизации зависит минимальный интервал времени, который используют при создании сигналов.
Разрешение по вертикали (по амплитуде)
Вертикальное разрешение или динамический диапазон определяется разрядностью ЦАП: чем выше разрядность, тем четче разрешение. Показатель служит для определения выходного сигнала, показывает минимальное значение шага напряжения. Измеряется в децибел (дБ) по отношению к амплитуде, например генератор сигналов специальной формы UNI-T UTG1010A отличает высокое разрешение 14 бит вертикального разрешения и частотой дискретизации 125 Мвыб/сек, что обеспечивает быстрый отклик.
Вывод: разрешение по вертикали – это точность амплитуды и достоверное воспроизведение искажений сигнала. При выборе желательно принимать во внимание, что чем выше разрешение, тем ниже частота дискретизации.
Дополнительные параметры:
Выбор генератора сигналов зависит от задач, которые вы преимущественно выполняете или от запросов, что вы ждете от прибора.
Если вам нужен портативный прибор для генерации сигналов самых различных форм, т.е. вам нужно воспроизводить интересующие сигналы и тестировать оборудование при том, что все эти операции нужно делать с незначительной амплитудой вектора ошибок и небольшим уровнем шума, то вам потребуется генератор с разрешением больше 10 бит и частотой дискретизации от 200 Мвыб/с до 50 Гвыб/с.
Понадобилось выполнить несколько операций:
Современные USB-генераторы сигналов произвольной формы с сегментированной памятью АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405. Часть 1
АКИП АКИП-3403 АКИП-3404 АКИП-3405
Дедюхин А.А. ЗАО «ПриСТ»
В настоящее время широкое применение получают средства измерений на базе персональных компьютеров или «виртуальные приборы». Такие средства измерений не могут функционировать без внешнего компьютера, на котором установлено управляющее программное обеспечение и осуществляется отображение всей информации (но возможна автономная работа без ПК уже после загрузки данных). Такая техническая реализация «прибор и компьютер раздельно» позволяет создавать достаточно сложные средства диагностики и измерений при относительно невысокой цене. К таким типам приборов относятся генераторы сигналов произвольной формы АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405.
В настоящее время широкое применение получают средства измерений на базе персональных компьютеров или «виртуальные приборы». Такие средства измерений не могут функционировать без внешнего компьютера, на котором установлено управляющее программное обеспечение и осуществляется отображение всей информации (но возможна автономная работа без ПК уже после загрузки данных). Такая техническая реализация «прибор и компьютер раздельно» позволяет создавать достаточно сложные средства диагностики и измерений при относительно невысокой цене. К таким типам приборов относятся генераторы сигналов произвольной формы АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405. Особенностью генераторов АКИП-3404 и АКИП-3405 является то, что кроме аналоговых сигналов, они имеют возможность формирования и кодовых цифровых последовательностей.
Основные характеристики генераторов АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405 приведены в таблице 1.
Таблица 1
Параметры
АКИП-3403
АКИП-3404
АКИП-3405
250 МГц – реальное время
1 ГГц – с интерполятором
Максимальная частота сигнала
16 бит – в режиме ARB
36 бит – в режиме DDS
2 М штатно
4 М опция
8 М опция
Число сегментов памяти
Число аналоговых каналов
Число логических каналов (опция)
Максимальный уровень сигнала, 50 Ом
Сразу отметим, что для пользователей, нуждающихся в оперативной регулировке амплитуды или быстром изменении формы выходного сигнала, эти генераторы не подойдут, не будут оптимальным решением в силу специфики формирования выходного сигнала из-за многоуровневых манипуляций. С точки зрения «прямых» настоек USB-генераторы АКИП позволяют в реальном масштабе времени регулировать лишь частоту выходного сигнала. Для пользователей, действительно нуждающихся в сложном по структуре сигнале, который может использоваться для эмуляции различных технологических процессов в телекоммуникации, в протоколах последовательной передачи, для обучения в учебных заведениях, для научных исследований, этот генератор является незаменимым.
USB-генераторы сигналов произвольной формы АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405 являются AWG-генераторами (от английской аббревиатуры Arbitrary Wave Generator – генератор произвольной формы) с возможностью формирования выходного сигнала на принципе сегментированной памяти. Большинство же генераторов сигналов произвольной формы (СПФ), представленных в настоящий момент на российском рынке, являются DDS-генераторами (от английской аббревиатуры Digital Direct Synthesis – прямой цифровой синтез). Отличия принципов работы, достоинства и недостатки генераторов AWG и DDS приведены в публикации по этой теме: «Наведение мостов над пропастью».
Особенности функционирования генераторов АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405 будут рассмотрены на примере генератора АКИП-3405, как обладающего наиболее расширенными функциональными возможностями из всех ранее упомянутых моделей. Данный генератор имеет 4 независимых аналоговых канала и 2 независимых генератора кодовых последовательностей. Для генераторов АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405 термин «независимые каналы» означает, что сигналы на всех его выходах (как аналоговых, так и цифровых) имеют свою индивидуальную частоту дискретизации, что позволяет не только формировать разные по форме выходные сигналы, но и сигналы абсолютно не связанные друг с другом по частоте и амплитуде. Это очень важное достоинство конструкции, поскольку для подавляющего большинства генераторов СПФ (например, Tektronix серии AFG или Tabor) термин «независимость» означает формирование сигналов только разных форм и амплитуды, но при изменении частоты сигнала в одном канале автоматически происходит изменение частоты сигнала во втором (третьем, четвертом) канале.
Программное обеспечение
Ядром управления генератора АКИП-3405 является программное обеспечение (далее ПО) установленное на внешнем компьютере. После инсталляции ПО на рабочем столе появляются две иконки «AWG Quick Start» и «AWG- Navigator».
Программа «AWG Quick Start» предназначена для быстрого формирования стандартных сигналов – синусоидального, треугольного, импульсного и изменения их основных параметров – частоты, амплитуды, постоянного смещения, скважности или фазы. Пример окна управления генератором в этом приложении приведен на рис. 1.
Рисунок 1. Пример окна управления ПО AWG Quick Start
Второе программное приложение «AWG- Navigator» уже является «профессиональным» с точки зрения возможностей по моделированию форм сигналов.
Рисунок 2. Пример несложного сигнала
Рисунок 3. Схема формирования сигнала в USB-генераторах АКИП
Сложный сигнал, формируемый генератором АКИП-3405, в подавляющем большинстве случаев можно разложить на множество более простых составляющих, подобно кирпичикам, из которых и будет конструироваться выходной сигнал. Поскольку число составляющих «кирпичиков» весьма велико, то их комбинирование по различным законам приводит к практически бесконечному числу возможных выходных форм сигнала. Сама же «элементарная» форма сигнала имеет вполне определенную структуру и является одной из стандартных форм сигнала, задается математической формулой или загружается из внешнего файла.
Режим AWG
Формирование компонент
Компонента – это элементарная составляющая сигнала. В качестве компоненты можно выбрать одну из стандартных форм сигнала из предлагаемого списка: постоянное напряжение, синус, косинус, треугольный, прямоугольный, пилообразный, линейно нарастающий, линейно спадающий, импульсный, sin(x)/x, экспоненциальный, качающейся частоты. Также форма компоненты может быть загружена из внешнего файла или задана математической формулой. Для стандартных форм сигнала задаются все параметры, присущие выбранному типу сигнала, а также число отсчетов, составляющих эту форму сигнала (или же как обратную величину, возможно задать общее время длительности компоненты) и число периодов повторения сигнала в заданном временном интервале. Так на рис.4 приведен пример окна программирования для создания 1-й компоненты – синусоидальный сигнал с периодом повторения 20 мкс и амплитудой 3 В.
Рисунок 4. Пример окна программирования на уровне компонент сигнала
Далее добавим вторую компоненту: 8 периодов пилообразного сигнала общей длительностью 20 мкс и амплитудой 2 В (см. рис 5), а затем зададим алгоритм взаимодействия компонент, например, «умножить» (всего возможно одно из следующих действий сложить, вычесть, умножить и разделить). Результирующий сигнал из суммы двух компонент приведен на рисунке 6.
Рисунок 5. Вторая компонента сигнала
Рисунок 6. Результирующий сигнал из суммы двух компонент
Рисунок 7. Результирующий сигнал из трех компонент
Программная оболочка генератора АКИП-3405 позволяет оперативно изменять любые параметры компонент и в окне просмотра визуально контролировать форму компоненты и сегмента в целом. Для облегчения просмотра и редактирования компоненты возможно использование стандартных функций окна – растяжка, масштабирование отдельных участков сигнала, изменение формата представления, использование курсоров и пр.
Формирование сегментов и Форм сигналов
Сегмент – элемент формы сигнала, который состоит из наложения нескольких компонент. Результирующая из наложения нескольких компонент является одной из последовательных составляющих Формы сигнала.
Форма – итоговый сигнал, состоящий из последовательности одного или нескольких Сегментов. Для упрощения формирования отдельных периодических участков Формы сигнала можно указать число повторений Сегментов. В зависимости от длинны сегмента и установленной в генератор АКИП-3405 опциональной памяти возможно повторение сегмента до 65535 раз. В отличие от ситуации, когда при повторении отдельных участков сигнала оптимизируется использование памяти генератора (рис. 3), на стадии повторения сегментов использование памяти не оптимизируется, поскольку на этом этапе все еще происходит формирование отдельного «кирпичика» для формирования выходного сигнала, и он полностью записывается во внутреннюю память генератора. Так на рисунке 8 приведен пример окна программы формирования Формы 1 сигнала, в которой имеются три сегмента. Сегмент 1 приведен на рисунке 7 и для него задано повторение три раза, Сегмент 2 представляет собой пять периодов синусоидального сигнала, и Сегмент 3 представляет собой семь периодов прямоугольного сигнала.
Рисунок 8. Пример окна программы формирования формы сигнала
При формировании каждой компоненты содержащихся в Форме 1 было использовано 5000 точек памяти, соответственно суммарное использование памяти для формирования Формы 1 составило 25000 точек. Форма 1 сигнала для этого случая представлена на рисунке 9.
Рисунок 9. Форма сигнала из 3 сегментов
Программная оболочка генератора АКИП-3405 в листинге «Форма-Сегмент-Компонент» (см. рис. 8) позволят компьютерной мышкой переставлять порядок компонент в Сегменте, что приводит к изменению формы Сегмента, перемещать компоненты из одного Сегмента в другой или изменять порядок воспроизведения Сегментов в Форме. Форму сигнала уже можно сохранить в отдельном файле с расширением «.txt» (отдельно сохранить Сегмент или компонент в файл не возможно).
Достаточно интересным представляется формирование компонент на основе математических формул. Для этого достаточно ввести математическую модель выходного сигнала и программная оболочка USB-генератора АКИП-3405 сама произведет все необходимые вычисления и построит необходимый сигнал. Так на рисунке 10 приведен пример моделирования компоненты по формуле 100000*(Exp(-x/350))*Sin(3.141592*x) и ее графическое воспроизведение.
Рисунок 10. Пример моделирования компоненты по формуле
Транслятор формул в программной оболочке имеет возможность интерактивного поиска синтаксических ошибок в формуле, с указанием строки, где имеется ошибка, некорректная запись или ошибка в указании аргументов.
К созданной Форме сигнала можно применить две операции – фильтрацию и наложение шумов.
Использование цифровых фильтров
Фильтрация. Генератор АКИП-3405 обладает достаточно мощным набором фильтрующих инструментов способным решать самый широкий круг современных измерительных задач. Окно просмотра редактора позволяет в «живую» увидеть результат воздействия фильтра на сигнал. В качестве параметров фильтра задаются:
АЧХ сигнала в окне просмотра привязана не к частоте сигнала, а ко времени свипирования (или к длине памяти), поскольку именно к этим параметрам осуществляется привязка сигнала при его моделировании. АЧХ сигнала представляется только в линейном масштабе.
 |
| Рисунок 11. Результат воздействия фильтра на свип-сигнал во всей полосе частот |
 |
| Рисунок 12. Результат воздействия фильтра на свип-сигнал в диапазоне частот ограниченном курсорами |
Цифровые фильтры генератора АКИП-3405 могут применяться и к статическим сигналам. Так, например, на рисунке 13 приведен пример фильтрации импульсного сигнала низкочастотным фильтром Баттерворта 10-го порядка, с фильтрацией в пределах окна. На осциллограмме отчетливо виден «звон» на вершине и спаде (срезе) импульса, характерный при ограничении спектра импульсного сигнала.
 |
| Рисунок 13. Пример фильтрации импульсного сигнала НЧ-фильтром Баттерворта |
Наложение шума
Генератор АКИП-3405 имеет возможность наложения шума на сигнал. В качестве параметров задаются:
Рисунок 14. Пример зашумления части сигнала белым шумом
Формирование последовательности воспроизведения
Аналогичным образом формируются собственные независимые друг от друга последовательности сигналов на выходах 2, 3 и 4 генератора АКИП-3405. Генераторы АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405 имеют возможность параллельного объединения до 8 генераторов в одну систему, под управлением одной программной оболочки, с общей синхронизацией и одним тактовым генератором. Это позволяет получить 32-х канальный генератор сигналов произвольной формы.
Амплитудная модуляция
Программная оболочка Режима AWG позволяет создавать и амплитудно-модулированные сигналы. Во избежание излишне трудоемких действий для сознания частотно-модулированных и фазово-модулированных сигналов для их моделирования существует программная оболочка «режим DDS». Для создание сложной (или простой) несущей для АМ-сигнала используются все методы описанные выше. Формирование огибающей АМ-сигнала может происходить двумя способами:
Импорт допускается из файла с расширением «.txt». Файл должен содержать коэффициент амплитуды, имеющий значение от 0.0 до 1.0, и абсолютное значение времени, в течение которого этот множитель коэффициента амплитуды активен для выходного сигнала.
Собственное моделирование огибающей АМ-сигнала производится аналогично основному выходному сигналу (несущей), но только с двумя составляющими элементами – сегмента и ввода постоянной. Конструирование огибающей может производиться из нескольких постоянных, что будет приводить к ступенчатому изменению амплитуды сигнала на выходе генератора. Уменьшая время постоянной, можно создавать «короткие» ступеньки и тем самым получать более сложные формы сигнала огибающей. Но это уже будет сопряжено со значительными временными затратами.
Создание «стандартных» типов огибающих и их последовательное комбинирование возможно при формировании сегментов. Сегмент может содержать одну из следующих форм сигнала:
Для каждого из этих типов сигнала также задаются определенные для них параметры – длительность сегмента, число циклов (в том числе меньше единицы или нецелое число), амплитуда, начальная фала, скважность и постоянное смещение. Как же для каждого сегмента необходимо задать число точек составляющих его форму – чем больше точек, тем более гладкой будет форма огибающей, но для этого необходимо использовать больший объем памяти.
Таким образом, огибающая АМ-сигнала генератора АКИП-3405 также может иметь произвольную форму некоррелированную с произвольной формой несущего колебания.
Так на рисунке 15 приведен пример конструирования огибающей, состоящей из двух постоянных (с коэффициентами 0.7 и 0.5) и трех сегментов – двух периодов синусоиды; линейно нарастающего сигнала и полупериода косинуса. А на рисунке 16 приведена осциллограмма АМ-сигнала с этой огибающей.
Рисунок 15. Пример конструирования огибающей
Рисунок 16. Осциллограмма АМ-сигнала огибающей (рис. 15)
Вышеизложенные режимы редактирования и возможности моделирования сигнала для 2-х и 4-х канальных USB-генераторов АКИП (АКИП-3404 и АКИП-3405) на этом не заканчиваются. В последнее время производители профессиональных импульсных генераторов или генераторов СПФ добавляют в генераторы функцию сложения сигналов с двух выходов.
Это позволяет на выходе 1 получить сигнал по амплитуде в два раза превышающий максимальное значение для одного канала, или получить результат суммирования двух различных форм сигнала, например, моделирование наличия различного рода помех в полезном сигнале и пр. К таким генераторам можно отнести генератор Agilent Technologies 81150A в двух канальном исполнении и импульсный генератор Picosecond 12000-2.
Комбинирование выходов генератора
Рисунок 17. Пример окна ПО для математических действий с выходом
На рисунках 18, 19 и 20 приведен пример отображения выходных сигналов полученных в этом режиме (не очень сложных, но наглядных).
 |
| Рисунок 18. Отображение двух исходных сигналов без математической функции на выходе |
 |
| Рисунок 19. Функция сложения «вправо», при которой на выходе Канала 1 остается неизменный выходной сигнал, а на выходе Канала 2 получается результирующий сигнал |
 |
| Рисунок 20. Функция сложения «влево», при которой на выходе Канала 2 остается неизменный выходной сигнал, а на выходе Канала 1 получается результирующий сигнал |
Формирование смешанных сигналов
Генераторы сигналов произвольной формы АКИП-3404 и АКИП-3405 имеют режим формирования смешанных сигналов – аналогового и цифрового. Возможности и порядок формирования цифрового сигнала, независимого от аналогового, будут представлены несколько позднее, поскольку это отдельный режим функционирования генераторов АКИП-3404 и АКИП-3405. В режиме AWG есть дополнительная функция – формирования на разъеме логического выхода цифрового сигнала, который формирует аналоговый сигнал на выходе каналов 1 и 3, для генератора АКИП-3405, или только на выходе 1, для генератора АКИП-3404. То есть в этом режиме, выходы внутреннего ЦАП, формирующего выходной сигнал, параллельно выводятся на отдельный выходной разъем. Такого рода смешанные сигналы могут использоваться при разработке и тестировании различного рода цифровых устройств, например ЦАП, или эмулирования протоколов передачи данных. Логическая шина имеет 16 разрядов и возможность регулировки уровня логической единицы в пределах от 1.6 до 3.5 В.
 |
| Рисунок 21. Пример формирования аналогового сигнала и логической шины, соответствующей этому аналоговому сигналу |
Режимы запуска и синхронизации сигналов
Функциональные возможности столь сложных генераторов были бы не полными без обширного меню комбинирования режимов запуска и синхронизации.
Для сигналов произвольной формы, воспроизведение которых осуществляется по сегментированному принципу, использование различных режимов запуска расширяет возможности моделирования форм сигналов или задание условий при их воспроизведении.
USB-генераторы АКИП-3403, АКИП-3404 и АКИП-3405 имеют следующие режимы запуска:
Однократный – режим, при котором после нажатия на кнопку «Запуск», происходит однократный запуск последовательности воспроизведения, последняя в последовательности Форма сигнала будет воспроизводиться периодически до нажатия кнопки «Стоп».
Периодический – режим, при котором после нажатия на кнопку «Запуск» происходит циклический запуск последовательности воспроизведения от первого шага до последнего. При нажатии на кнопку «Стоп» формирование последовательности прекращается.
Пошаговый – режим, при котором после нажатия на кнопку «Запуск» происходит воспроизведение первой Формы сигнала из листа воспроизведения, и воспроизведение происходит столько раз, сколько в листе воспроизведения задано повторений для этой Формы сигнала. После окончания повторения первой Формы сигнала, генератор переходит в ждущий режим, сигнал на выходе генератора отсутствует. При втором нажатии на кнопку «Запуск» происходит воспроизведение второй Формы сигнала с заданным числом повторений и генератор снова переходит в ждущий режим. Третье, четвертое и все последующие нажатия на кнопку «Старт» воспроизводят Формы сигнала из листа с заданным числом повторений. При воспроизведении последней Формы сигнала и при последующем нажатии на кнопку «Запуск» снова воспроизводится первая Форма сигнала. При нажатии на кнопку «Стоп», вне зависимости от шага воспроизведения и последующем нажатии на кнопку «Запуск» формирование последовательности начинается снова с первой Формы сигнала.
Пакетный – режим, при котором после нажатия на кнопку «Запуск» происходит периодическое воспроизведение первой Формы сигнала из листа воспроизведения, оно будет продолжаться до второго нажатия на кнопку «Запуск». После этого генератор перейдет к воспроизведению второй Формы сигнала. Каждое последующее нажатие на кнопку «Запуск» приводит к воспроизведению последующей формы сигнала и т.д. При нажатии на кнопку «Стоп» воспроизведение выходного сигнала прекращается.
При моделировании сигнала АМ, огибающая также имеет свои режимы запуска, независимые от режимов запуска несущей. Это режимы запуска – Однократный и Периодический. Алгоритм функционирования режимов запуска аналогичен описанным выше, но только с той разницей, что при однократном запуске при отсутствии модулирующего сигнала несущая на выходе генератора будет отсутствовать. На рисунке 22 приведен пример формирования АМ-сигнала для рисунка 16, но при однократном запуске.
 |
| Рисунок 22. Пример формирования АМ-сигнала для рисунка 16 при однократном запуске |
Синхронизация генераторов серии АКИП предназначена для выдачи сигналов, синхронных с запуском и остановкой процесса формирования сигналов (нажатие на кнопку «Запуск» и «Стоп»), маркеров или циклов логических последовательностей или запуска генератора по внешним импульсам. Импульсы синхронизации, в зависимости от установленных настроек, могут поступать на разъемы, расположенные на передней панели управления или передаваться по шине, соединяющей несколько генераторов в одну систему. Запуск второго (третьего и т.д.) генераторов по импульсу окончания последовательности позволяет увеличить общую длину последовательности сигнала в 8 раз или синхронизировать события на различных выходах разных генераторов. Генераторы АКИП, при формировании Формы сигнала, позволяют осуществлять расстановку временных меток (маркеров) на различных участках Формы сигнала. Маркеры в виде импульсов положительной или отрицательной полярности также поступают на выходы синхронизации. Генераторы АКИП дополнительно программируются, какие из сигналов синхронизации (начало, конец, маркеры или логическая шина) будут присутствовать на выходе – один их этих сигналов или их комбинация. Такая реализация значительно разветвляет возможности по внешней синхронизации нескольких генераторов, поскольку запуск второго генератора возможен по импульсу временного маркера, появляющегося на выходе раньше окончания периода повторения первого генератора. В некоторых случаях, например, при исследовании 4-хполюсников, наличие временного маркера облегчает идентификацию преобразованного сигнала на выходе 4-х полюсника.
Поскольку выход синхронизации для одного генератора один, даже для 4-х канального генератора, то внутренние выходы синхронизации каждого из каналов объединяются в один выход по правилам логической математики – «логическая единица», «логический ноль», «и», «или», «не-и», «не-или», сложение по модулю два.
Окончание читайте здесь