層出不窮的信號發生器可有效節省測試時間

　　所有電子電路和電子設備都接收輸入信號，然后將其處理成新的不同的輸出信號。工程師在設計和測試電路及設備時會從哪里獲得這些輸入信號呢？一種可能是為某種特殊應用建立自己的信號源，但這并非必需。

　　這是因為不管正在設計或等待測試的設備是何種類型，都可以用現成的信號發生器產生合適的輸入信號。信號發生器就象是工作臺上的示波器、萬用表和電源一樣普遍。不管是模擬還是數字類型的信號發生器，它們都能用來節省設計與測試時間，確保產品正常工作(圖1)。

　　圖1：基于昂貴多管腳MCU的多功能卡讀卡器接口設計。

　　函數發生器

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

　　低成本發生器一般是用模擬電路實現的，可以產生連續的可變頻率和輸出電壓。雖然一些低成本模擬函數發生器仍有市場，但目前的大多數函數發生器使用數字信號發生方法和頻率合成技術。

　　事實上，大部分工程師喜歡數字類型的函數發生器，它們常被稱為任意函數發生器(AFG)或任意波形發生器(AWG)，兩者一般都統稱為ARB(圖2)。

　　圖2：基于少管腳MCU的多功能卡讀卡器接口設計的外接多工器和膠合邏輯。

　　AFG是兩種發生器中較簡單的一種，僅用于產生最常用的信號，如正弦波、三角波、鋸齒波或方波。而AWG可以用來產生事實上任意類型的信號。大多數AFG采用直接數字合成技術和內含標準波形的波形存儲器及DAC輸出(參考www。electronicdesign。com網站編號為DrillDeeper19147的“DDS基礎”一文)。

　　輸出信號以設定波形的一系列二進制樣值存儲在RAM或ROM中。這些數據輸出到數模轉換器(DAC)就能產生階梯近似型的目標輸出信號。一些AFG可以產生頻率高達300MHz的正弦和其它波形。

　　AFG在存儲器中預存有全部標準波形，可以通過前面板控制進行選擇。AWG也能產生標準波形，但用戶可以向RAM中輸入任意想要的波形，也可以用外部軟件創建代表想要波形的二進制文件。

　　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字雜訊。輸出電平控制功能可以用來設定想要的信號幅度。

　　一些函數發生器還能提供基本的調制類型，包括調幅(AM)、幅移鍵控(ASK)、開關鍵控(OOK)、調頻(FM)、頻移鍵控(FSK)、調相(PM)、相移鍵控(PSK)及一些數字調制類型。

　　比如泰克的AWG5000。該設備使用了標準的N倍鎖相環(PLL)合成器(圖3)，有兩個輸出通道，每個通道都可以設成單端或差分輸出。其DAC采樣率高達1。2Gsamples/s，可以產生最高頻率達600MHz的輸出波形。由于這個高頻特性，AWG5000可以用于某些應用中的射頻測試。

　　圖3：基于帶靈活I/O影像的MCU的多功能卡讀卡器接口設計。