Генераторы напряжения произвольной формы Генераторы напряжения произвольной формы afg

Функциональные генераторы произвольной формы (Arbitrary/ Function Generators - AFG) являются цифровыми устройствами, основанными на принципе прямого цифрового синтеза (DDS) и характеризуются фиксированной частотой дискретизации (что позволяет использовать только один выходной фильтр) и фиксированную длину внутренней памяти (так называемую таблицу памяти, в которой заложена форма одного периода колебания) для формирования цифровых отсчетов сигнала.

Схема адресации в этих приборах работает с применением фазового аккумулятора (рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 - Принципиальная схема генератора AFG на основе DDS

При такой схеме увеличение частоты достигается путем пропуска некоторых точек в таблице, а уменьшение частоты - за счет повторения точек. Пропуски или повторения точек могут происходить не на каждом цикле, но эти точки не являются всегда одними и теми же (эффект «разрыва фазы»). Что может приводить при формировании периодического сигнала к эффектам амплитудной модуляции в выходном сигнале, а также к увеличению джиттера и фазовых шумов (рисунок 1.11). Более того, по своей архитектуре AFG всегда будут иметь маленькую память и отсутствие возможностей по формированию отдельных сегментов памяти для формирования длинных «живых» сигналов или последовательно повторяющихся посылок.

Рисунок 1.11 - Джиттер в низкочастотном сигнале типа «меандр», вызванный повторением точек

Генераторы напряжения произвольной формы awg

Генераторы сигналов произвольной формы (Arbitrary Waveform Generators - AWG) - цифровые генераторы, основанные на применении памяти, со способностью передачи через цифро-аналоговый преобразователь любой формы сигнала, включая нарисованную от руки или восстановленную путем захвата реального сигнала с помощью цифрового осциллографа. При его возможностях и способностях AWG позволяет пользователю увеличивать или уменьшать амплитуду и частоту, повторять сигналы так частот как это необходимо или изменять сигналы различными способами. Основной чертой AWG является переменная частота дискретизации, что позволяет генерировать превосходно повторяемые выходные сигналы сложной формы (рисунок 1.12).

Рисунок 1.12 - Принципиальная схема AWG

Частота сигнала будет определяться по используемой частоте дискретизации и количества точек в таблице памяти по следующей формуле:

(1.15)

Либо частота дискретизации, либо длина таблицы памяти, либо они вместе могут быть настроены для получения желаемой частоты выходного сигнала. Поэтому с AWG, любой сигнал повторяется точно, без наложений.

Будучи основанным на использовании памяти, AWG дает возможность пользователю программировать свою память путем деления ее на сегменты данных и использовать каждый сегмент индивидуально (рисунок 1.13). Кроме того, генераторы сигналов произвольной формы обычно оснащены последовательным режимом, который позволяет связывать или повторять сегменты любым образом по выбору пользователя. Несколько расширенных режимов обеспечивают различные пути по формированию выходного сигнала: непрерывный, пошаговый, однократный, смешанный и т.д.

Рисунок 1.13 - Воспроизведение сигнала с использованием сегментов: синус, меандр, треугольник, экспонента, шум, повторение сегмента меандра

В отличие от AFG, генераторы AWG могут быть синхронизированы для обеспечения многоканальных решений (рисунок 1.14). Однако, использование различных частот дискретизации в AWG затрудняет реализацию стандартных видов модуляции и быстрой перестройки частоты выходного сигнала.

Рисунок 1.14 - Мультигенераторная синхронизация