中心議題：

• 函數信號發生器使用方法

xinhaofashengqiyibanqufenweihanshuxinhaofashengqijirenyiboxingfashengqi

，erhanshuboxingfashengqizaishejishangyouqufenchumonijishuzihechengshi。zhongsuozhouzhi
，shuzihechengshihanshuxinhaoyuanwulunjiupinlv、幅度乃至信號的信噪比(S/N)均優於模擬


，其鎖相環( PLL)的設計讓輸出信號不僅是頻率精準
，而且相位抖動(phase Jitter)jipinlvpiaoyijunnengdadaoxiangdangwendingdezhuangtai
，danbijingshishuzishixinhaoyuan，shuzidianluyumonidianluzhijiandeganrao，shizhongnanyiyouxiaokefu，yezaochengzaixiaoxinhaodeshuchushangburumonishidehanshuxinhaofashengqi。

這(zhe)是(shi)通(tong)用(yong)模(mo)擬(ni)式(shi)函(han)數(shu)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)的(de)結(jie)構(gou)，是(shi)以(yi)三(san)角(jiao)波(bo)產(chan)生(sheng)電(dian)路(lu)為(wei)基(ji)礎(chu)經(jing)二(er)極(ji)管(guan)所(suo)構(gou)成(cheng)的(de)正(zheng)弦(xian)波(bo)整(zheng)型(xing)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)正(zheng)弦(xian)波(bo)
，同(tong)時(shi)經(jing)由(you)比(bi)較(jiao)器(qi)的(de)比(bi)較(jiao)產(chan)生(sheng)方(fang)波(bo),換句話說，如果以恒流源對電容充電，即可產生正斜率的斜波。
 
在占空比調整上的設計有下列兩種思路：  

改gai變bian電dian平ping的de幅fu度du，亦yi即ji改gai變bian方fang波bo產chan生sheng電dian路lu比bi較jiao器qi的de參can考kao幅fu度du，即ji可ke達da到dao改gai變bian脈mai寬kuan而er頻pin率lv不bu變bian的de特te性xing
，但dan其qi最zui主zhu要yao的de缺que點dian是shi占zhan空kong比bi一yi般ban無wu法fa調tiao到dao20%以下，導致在采樣電路實驗時，對瞬時信號所采集出來的信號有所變動，如果要將此信號用來作模數(A/D)轉換，那麼得到的數字信號就發生變動而無所適從。但不容否認的在使用上比較好調。  

占空比變，頻率跟著改變，其方法如下：  

將方波產生電路比較器的參考幅度予以固定(正
、負可利用電路予以切換)，改變充放電斜率，即可達成。  
　　
這種方式的設計一般使用者的反應是 “難調”
，這是大缺點，但它可以產生10%以下的占空比卻是在采樣時的必備條件。  
　　
以上的兩種占空比調整電路設計思路，各有優缺點，當然連帶的也影響到是否能產生“像樣的”鋸齒波。  
　　
接下來PA(功率放大器)的設計。首先是利用運算放大器(OP) ，再利用推拉式 (push-pull)放大器(注意交越失真Cross-distortion的預防)將信號送到衰減網路，這部分牽涉到信號源輸出信號的指標，包含信噪比
、方波上升時間及信號源的頻率響應，好的信號源當然是正弦波信噪比高
、方波上升時間快、三角波線性度要好、同時伏頻特性也要好，(也即頻率上升，信號不能衰減或不能減太大)，這部分電路較為複雜，尤其在高頻時除利用電容作頻率補償外，也牽涉到PC板的布線方式，一不小心，極易引起振蕩
，想設計這部分電路，除原有的模擬理論基礎外尚需具備實際的經驗，“Try Error”的耐心是不可缺少的。  
　　
PA信號出來後，經過π型的電阻式衰減網路，分別衰減10倍(20dB)或100倍(40dB),此時一部基本的函數波形發生器即已完成。(注意：選用π型衰減網絡而不是分壓電路是要讓輸出阻抗保持一定)。  
　　
一台功能較強的函數波形發生器

，還有掃頻、VCG
、TTL
、 TRIG、 GATE及頻率計等功能，其設計方式在此也順便一提：  
　　
1. 掃頻：一般分成線性(Lin)及對數(Log)掃頻
；  
　　
2. VCG：即一般的FM
，輸入一音頻信號
，即可與信號源本身的信號產生頻率調製
；  
　　
上述兩項設計方式
，第1項要先產生鋸齒波及對數波信號，並與第2項的輸入信號經過多路器 (Multiplexer)選擇
，然後再經過電壓對電流轉換電路，同步地去加到I1、I2上；  
　　
3. TTL同步輸出：將方波經三極管電路轉成0(Low)、5V(High)的TTL信號即可。  
　　
但注意這樣的TTL信號須再經過緩衝門(buffer)後才能輸出
，以增加扇出數(Fan Out)，通常有時還並聯幾個buffer。而TTL INV則隻要加個NOT Gate即可；  
　　
4. TRIG功能：類似One Shot功能，輸入一個TTL信號，則可讓信號源產生一個周期的信號輸出，設計方式是在沒信號輸入時，將圖二的SWI接地即可
；  
　　
5. Gate功能：即輸入一個TTL信號，讓信號源在輸入為Hi時，產生波形輸出，直到輸入為LOW時
，圖二SWI接地而關掉信號源輸出；  
　　
6. 頻率計：除市場上簡易的刻度盤顯示之外，無論是LED數碼管或LCD液晶顯示頻率，其與頻率計電路是重疊的.   

任意波形發生器
，仿真實驗的最佳儀器  
　　
任意波形發生器是信號源的一種，它具有信號源所有的特點。我們傳統都認為信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號(各種波形)，ranhouyongqitayibiaoceliangganxingqudecanshu。kejianxinhaoyuanzaidianzishiyanheceshichulizhong
，bingbuceliangrenhecanshuershigenjushiyongzhedeyaoqiu
，fangzhengezhongceshixinhao，tigonggeibeicedianlu，yidadaoceshidexuyao。  
　　
信號源有很多種
，包括正弦波信號源
，函數發生器
、脈衝發生器、掃描發生器、任意波形發生器、合成信號源等。一般來講任意波形發生器，是一種特殊的信號源，綜合具有其它信號源波形生成能力，因而適合各種仿真實驗的需要。  
　　
一、函數功能

，仿真基礎實驗室設計人員的環境  
　　
函數信號源是使用最廣的通用信號源，它能提供正弦波、鋸齒波
、方波、脈衝串等波形，有的還同時具有調製和掃描能力
，眾所周知
，在我們的基礎實驗中(如大學電子實驗室、科研機構研究實驗室、工廠開發實驗室等)
，我們設計了一種電路，需要驗證其可靠性與穩定性，就需要給它施加理想中的波形以辨別真偽。如我們可使用信號源的DC補償功能對固態電路控製DC偏壓電平；我們可對一個懷疑有故障的數字電路，利用信號源的方波輸出作為數字電路的時鍾，同時使用方波加DCbuchangchanshengyouxiaodeluojidianpingmonishuchu
，guanchagaidianludeyunxingzhuangkuang
，erzhengshiguzhangquexiandedifang。zongzhiliyongrenyiboxingfashengqizhefangmiandejichugongneng
，nengfangzhenninjichushiyanshisuobixudexinhao。  
　　
二、任意波形
，仿真模擬更複雜的信號要求  
　　
眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，在(zai)我(wo)們(men)實(shi)際(ji)的(de)電(dian)子(zi)環(huan)境(jing)所(suo)設(she)計(ji)的(de)電(dian)路(lu)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)
，由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)幹(gan)擾(rao)和(he)響(xiang)應(ying)的(de)存(cun)在(zai)，實(shi)際(ji)電(dian)路(lu)往(wang)往(wang)存(cun)在(zai)各(ge)種(zhong)信(xin)號(hao)缺(que)陷(xian)和(he)瞬(shun)變(bian)信(xin)號(hao)，例(li)如(ru)過(guo)脈(mai)衝(chong)、尖峰、阻尼瞬變
、頻率突變等(見圖1，圖2)，這些情況的發生
，如在設計之初沒有考慮進去
，有的將會產生災難性後果。例如圖1中的a處過尖峰脈衝
，如果給一個抗衝能力差的電路，將可能會導致整個設備“燒壞”。確認電路對這樣一個狀況敏感的程度，我們可以避免不必要的損失，該方麵的要求在航天
、軍事、鐵路和一些情況比較複雜的重要領域尤其重要。  
　　
由you於yu任ren意yi波bo形xing發fa生sheng器qi特te殊shu的de功gong能neng，為wei了le增zeng強qiang任ren意yi波bo形xing生sheng成cheng能neng力li，它ta往wang往wang依yi賴lai計ji算suan機ji通tong訊xun輸shu出chu波bo形xing數shu據ju。在zai計ji算suan機ji傳chuan輸shu中zhong，通tong過guo專zhuan用yong的de波bo形xing編bian輯ji軟ruan件jian生sheng成cheng波bo形xing
，有you利li於yu擴kuo充chong儀yi器qi的de能neng力li，更geng進jin一yi步bu仿fang真zhen模mo擬ni實shi驗yan。同tong時shi由you於yu編bian輯ji一yi個ge任ren意yi波bo形xing有you時shi需xu要yao花hua費fei大da量liang的de時shi間jian和he精jing力li，並bing且qie每mei次ci編bian輯ji波bo形xing可ke能neng有you所suo差cha異yi這zhe樣yang有you的de任ren意yi波bo形xing發fa生sheng器qi，內nei置zhi一yi定ding數shu量liang的de非fei易yi失shi性xing存cun儲chu器qi，隨sui機ji存cun取qu編bian輯ji波bo形xing
，有you利li於yu參can考kao對dui比bi；或通過隨機接口通訊傳輸到計算機作更進一步分析與處理。  
　　
三、下載傳輸


，更進一步實時仿真  
　　
在一些軍事

、航空、交jiao通tong製zhi造zao業ye等deng領ling域yu中zhong，有you些xie電dian路lu運yun行xing環huan境jing很hen難nan估gu計ji，在zai實shi驗yan設she計ji完wan成cheng之zhi後hou，在zai現xian實shi環huan境jing還hai需xu要yao作zuo更geng進jin一yi步bu實shi驗yan，有you些xie實shi驗yan的de成cheng本ben很hen高gao或huo者zhe風feng險xian性xing很hen大da(如火車高速實驗時鐵軌變換情況、飛機試機時螺旋槳的運行情況等)
，人們不可能長期作實驗判斷所設計產品(例如高速火車、飛機)的可行性和穩定性等
；我(wo)們(men)就(jiu)可(ke)利(li)用(yong)有(you)些(xie)任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)波(bo)形(xing)下(xia)載(zai)功(gong)能(neng)，在(zai)作(zuo)一(yi)些(xie)麻(ma)煩(fan)費(fei)用(yong)高(gao)或(huo)風(feng)險(xian)性(xing)大(da)的(de)實(shi)驗(yan)時(shi)，通(tong)過(guo)數(shu)字(zi)示(shi)波(bo)器(qi)等(deng)儀(yi)器(qi)把(ba)波(bo)形(xing)實(shi)時(shi)記(ji)錄(lu)下(xia)來(lai)，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)計(ji)算(suan)機(ji)接(jie)口(kou)傳(chuan)輸(shu)到(dao)信(xin)號(hao)源(yuan)，直(zhi)接(jie)下(xia)載(zai)到(dao)設(she)計(ji)電(dian)路(lu)，更(geng)進(jin)一(yi)步(bu)實(shi)驗(yan)驗(yan)證(zheng)。  
　　
綜上所述
，任意波形發生器是電子工程師信號仿真實驗的最佳工具。我們選購時除關心傳統信號源的缺陷——頻率精度、頻率穩定度、幅度精度
、xinhaoshizhenduwai
，gengyingguanxintabianjiyuboxingshengcunhexiazainengli，tongshiyeyaozhuyitadeshuchutongdaoshu，yibiantongbubijiaoliangxinhaodexiangyitexing，gengjinyibudadaofangzhenshiyanzhuangtai。