3.7.2. Функциональный генератор

Функциональный генератор (рис. 10) – это источник напряжения, который выдает аналоговые сигналы в синусоидальной, прямоугольной или треугольной форме. Можно изменять частоту сигнала, его длительность, амплитуду и смещение относительно нуля.

С вывода «+» генератора снимается сигнал положительный относительно нейтрального вывода “Common” , с вывода «-» - сигнал отрицательный относительно “Common”. Как правило, вывод “Common” соединяется с «землей».

Форма сигнала (Waveforms)

   Форма выходного сигнала выбирается нажатием кнопки на функциональном генераторе, соответствующей желаемой форме выходного сигнала (синусоидальный, треугольный или прямоугольный).

Рис. 10. Функциональный генератор

Форму треугольного и прямоугольного сигналов можно изменять варьированием параметра Duty Cycle.

Частота (frequency)

 Частота сигнала – это количество циклов в секунду (величина, обратно пропорциональная периоду генерируемого сигнала). Частота изменяется от 1 Гц до 999 МГц.

Длительность (duty cycle)

Установка длительности (в процентах) изменяет форму прямоугольного и треугольного сигналов. Диапазон установки длительности − от 1 до 99 процентов.

Для прямоугольного сигнала установка этого параметра определяет длительность сигнала высокого уровня. Значение длительности в 50% дает прямоугольный сигнал с равными частями высокого и низкого уровня.

Для треугольного сигнала этот параметр определяет наклон и местоположение вершины сигнала. Треугольный сигнал с 50% длительностью имеет одинаковый наклон фронта и спада сигнала.

Амплитуда (amplitude)

Установка амплитуды определяет максимальное значение сигнала. Если сигнал снимается с вывода Common («общий») и с вывода «+» или «-», то максимальный размах измеряемого сигнала будет равен двойной амплитуде. Если выход снимается с выводов «+» и «-», то максимальный размах сигнала будет в четыре раза больше установленного значения амплитуды.

Заметим, что здесь амплитуда определяет максимальное значение сигнала, в то время как другие источники устанавливают среднеквадратичное значение (RMS) выходного сигнала.

Смещение уровня сигнала (offset)

Установка этого параметра изменяет уровень постоянной составляющей сигнала, относительно которого изменяется сигнал. Нулевое смещение устанавливает выходной сигнал, изменяющийся относительно оси X осциллографа. Смещение можно изменять от -999 кВ до 999 кВ.

Установка времени фронтов (Set Rise/Fall Time)

Для сигналов прямоугольной формы есть возможность задать длительности переднего(Rise) и заднего (Fall) фронтов импульсов (рис. 11). Длительность фронтов не может быть больше 5 мс. «По умолчанию» стоит значение 100 пикосекунд.

Рис. 11. Установка времени фронтов

3.7.3. Двухканальный осциллограф

Двухканальный осциллограф (рис. 12) отображает поведение сигналов во времени. Он имеет два входа: канал A и канал B. Таким образом, одновременно могут наблюдаться два различных сигнала, и можно использовать осциллограф для сравнения формы двух сигналов.

Изменение параметров осциллографа

Параметры осциллографа можно изменять во время моделирования, не прерывая работу. Если моделирование остается корректным, можно переключать выводы осциллографа к другим точкам схемы. В обоих случаях осциллограф перерисовывает изображение автоматически. Если форма сигнала на осциллографе не видна, следует переключить триггер (trigger) в режим Auto (Автоматический).

Градуировка осей осциллографа

    Оси осциллографа могут быть переключены из режима отображения амплитуды от времени (Y/T) в режим отображения амплитуды одного из каналов от амплитуды другого (A/B или B/A).

ВрежимеY/T ось X отображает время, а ось Y - количество вольт на деление. В режимах A/B и B/A обе оси показывают количество вольт на деление. Например, при сравнении входа канала A с каналом B (A/B), шкала оси X определяется количеством вольт на деление (V/Div), установленным для канала B, и наоборот.

Рис. 12. Двухканальный осциллограф

Развертка по времени (Timebase)

Установка развертки по времени управляет шкалой горизонтальной оси (оси X) осциллографа, когда отображается амплитуда сигналов во времени (Y/T). Значение каждого деления горизонтальной шкалы может изменяться в диапазоне от 0.1 нс (наносекунды) до 0.5 с.

Для получения легко читаемого изображения на экране осциллографа устанавливают развертку по времени обратно пропорционально установкам функционального генератора. Например, если нужно увидеть один период сигнала с частотой 1 кГц, развертку по времени устанавливают равной 1 мс.

Установка вольт/деление (V/Div)

Установка вольт/деление (V/Div) определяет шкалу по оси Y. Она также управляет шкалой оси X, когда сравниваются сигналы каналов A и B (A/B или B/A). Значение вольт/деление изменяется от 10 мкВ/дел до 5.0 кВ/дел. Каждый канал может быть установлен отдельно.

Для получения легко читаемого изображения шкала устанавливается в зависимости от ожидаемого напряжения на канале. Переменный входной сигнал амплитудой 3В заполняет экран осциллографа по вертикали если ось Y установлена в 1 В/дел.

Установка смещения по оси X

Установка смещения оси X (X position) определяет начальную точку на оси X. Когда смещения по оси X равно 0, сигнал начинает отображаться от левой границы экрана осциллографа. Положительное значение сдвигает начальную точку вправо, отрицательное - влево.

Установка смещения оси Y

Установка смещения по оси Y (Y position) определяет начальную точку на оси Y. Когда смещение по оси Y равно 0, начальная точка находится на оси X. Значение смещения по оси Y может изменяться от -3.00 до 3.00. Для разделения изображений сигналов каналов A и B по вертикали (для их сравнения или детального рассмотрения) устанавливается ненулевое значение Y position для одного или обоих каналов.

Кнопки AC, 0 или DC

Можно указать различное сопряжение осциллографа по входу каждого канала, используя кнопки AC, 0 или DC (закрытый вход, выключен, открытый вход).

Для просмотра только переменной составляющей сигнала вход переключается в закрытый режим (кнопка AC), для просмотра полного сигнала (переменной и постоянной составляющей) вход переключается в открытый режим (кнопка DC). Установка 0 приводит к отображению прямой линии на уровне начальной точки канала Y (Y position).

В открытом режиме нельзя включать последовательно с измерительными входами осциллографа разделительные конденсаторы! В этом случае нужно использовать закрытый режим входов.

Синхронизация (Trigger)

Установка синхронизации или защелки (trigger) определяет, когда сигнал будет отображаться. Если сигнал не виден, следует установить trigger в автоматический режим (Auto).

Кнопки Auto, A, B и EXT (автоматический режим, канал A, канал B, внешний сигнал) определяют сигнал синхронизации. Автоматический режим (Auto) используется для получения изображения сигнала как можно быстрее. Кнопки A или B служат для использования сигнала на этом канале в качестве синхросигнала. Кнопка EXT использует внешний сигнал для синхронизации. (При использовании внешнего синхросигнала его подключают к выводу Т (trigger) на иконке осциллографа).

Заземление

По умолчанию осциллограф уже присоединен к заземлению (общему проводу схемы). Поэтому нет необходимости заземлять осциллограф для получения точных результатов. Однако, при использовании осциллографа, сама схема должна быть заземлена.

Для использования точки отсчета, отличной от земли (общего провода схемы), источник (или другие элементы) присоединяется к выводу «G» заземления осциллографа.

Изменение цвета фона осциллографа

Кнопка «Reverse» позволяет изменить цвет фона осциллографа с черного на белый и наоборот.

Сохранение результатов

Кнопка «Save» позволяет сохранить результаты измерений в текстовый (ASCII) файл.