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，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，適合輸出調(diào)頻、調(diào)相、掃頻信號。而且通過合理的設(shè)定基準時鐘、相位增量和輸出頻率的關(guān)系，能夠使信號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，這是相對于DDS可能丟掉一些數(shù)據(jù)的特點而言。下圖是True Arb的原理框圖：

True Arb以一個可變的采樣時鐘從波形存儲器中讀出量化數(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頻率，就調(diào)節(jié)采樣時鐘的頻率。True Arb更接近于一個數(shù)字存儲示波器的逆過程：

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

2)數(shù)字存儲示波器的約束條件：儲器容量=采樣率×采樣時間

True Arb的約束條件：存儲容量=采樣率×信號重復周期

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

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

另外True Arb存儲器從邏輯上可以分成若干片段，每個片段的波形數(shù)據(jù)可以單獨、重復輸出，即所謂波形序列(Sequence)功能。例如存儲器深度為1Mpts。可以分為3個片段，分別可以保存500kpts、400kpts、100kpts數(shù)據(jù)。可以定義第一個片段波形重復輸出3次后，第二個片段波形輸出1次，第三個片段波形重復輸出2次，又重新回到第一個片段開始新的循環(huán)… 這種功能的好處是可以設(shè)計更復雜的波形，并最大程度利用存儲器容量。比方需要產(chǎn)生這樣一種信號，先輸出一個寬度25us、幅度3V的脈沖，保持低電平20s后再輸出一個寬度25us、幅度5V的脈沖，再經(jīng)過50s的低電平后完成一次重復，開始下一個周期。這樣一個信號，必須有相對較高的采樣率才能重建出25us的脈沖，但信號重復周期長，True Arb的約束條件決定了，在有限的存儲器容量下，無法保存高采樣率下的長時間波形數(shù)據(jù)。這時就可以利用波形序列功能。比如第一個片段保存3V脈沖，輸出一次，第二個片段保存50us低電平，重復輸出400000次，總持續(xù)時間為20s，第三個片段保存5V脈沖，輸出一次，第三個片段保存50us低電平，重復輸出1000000次，總持續(xù)時間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價一款AWG：

四、力科任意波形發(fā)生器

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

1)在同類產(chǎn)品中，具有無以倫比的硬件指標：

最多4個模擬通道或36個數(shù)字通道

最大采樣率1GS/s

每通道存儲深度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)采樣時鐘和觸發(fā)可以從外部輸入，觸發(fā)信號也能輸出。

6)支持最多8臺4通道ArbStudio同步工作。