《電子技術(shù)應(yīng)用》
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如何用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生低占空比的信號(hào)
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摘要: 如果您要表征數(shù)字器件特性,通常會(huì)用脈沖發(fā)生 器產(chǎn)生所需要的信號(hào)。但對(duì)于像微控制器這樣的低頻 應(yīng)用,您可使用較便宜的通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生低占空 比信號(hào)。
Abstract:
Key words :

  引言

  如果您要表征數(shù)字器件特性,通常會(huì)用脈沖發(fā)生 器產(chǎn)生所需要的信號(hào)。但對(duì)于像微控制器這樣的低頻 應(yīng)用,您可使用較便宜的通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生低占空 比信號(hào)。

  今天的通用函數(shù)發(fā)生器是有眾多功能的信號(hào)源,它 們采用直接合成的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生方案,可產(chǎn)生帶有內(nèi)置 掃描和調(diào)制的多種類(lèi)型的波形和頻率。有些發(fā)生器更具有產(chǎn)生任意波形的能力。雖然一般都具有極穩(wěn)定的頻率和很低的失真,但并不完全適合產(chǎn)生占空比">低占空比的信號(hào)。

  當(dāng)您用通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生可變占空比方波時(shí),占 空比通常限制為 20% 至 80%,并以 1% 步進(jìn)。另一項(xiàng)限 制是函數(shù)發(fā)生器的帶寬;典型函數(shù)發(fā)生器可產(chǎn)生達(dá)15MHz 的方波。有限帶寬造成上升和下降時(shí)間約為20ns--因此最小的脈沖寬度為 40ns。

  這篇應(yīng)用指南介紹如何用通用函數(shù)/任意波形發(fā)生器的突波發(fā)生能力輸出具有擴(kuò)展時(shí)間間隔的方波,以產(chǎn)生低占空比的脈沖。

  對(duì)每一步驟的說(shuō)明

  您能用今天許多函數(shù)發(fā)生器都具有的突波模式能力 產(chǎn)生低占空比脈沖,從把方波的周期設(shè)置為相應(yīng)所需短 脈沖的寬度開(kāi)始。由于方波是連續(xù)的,需要有“選通” 信號(hào)的方法。我們把發(fā)生器設(shè)置為重復(fù)發(fā)送方波的一個(gè) 周期或突波,方波極低的頻率相當(dāng)于所需的脈沖間隔。

  為使您清楚理解這一過(guò)程,我們以 Agilent 33120A函數(shù)/任意波形發(fā)生器為例。在這一個(gè)例子中要每200s 產(chǎn)生一個(gè)1s 的脈沖,相應(yīng)的占空比為 0.5%。

  在開(kāi)始前需要先計(jì)算具有 1?s 正脈沖寬度(即 2?s 周期)的方波頻率。該周期的倒數(shù)即 500kHz 的頻率。把 函數(shù)發(fā)生器輸出設(shè)置為該頻率。

  由于我們的目標(biāo)是每 200?s 一個(gè)脈沖突波波形,其 倒數(shù)是 5kHz 的重復(fù)率。這也稱為突波率(見(jiàn)圖 1)。
 



  第一步,設(shè)置脈沖

  首先選擇方波功能,設(shè)置脈沖的輸出幅度為 1Vpp。 接著按脈沖寬度設(shè)置相應(yīng)的頻率。按我們前面的計(jì)算,2s 周期的頻率為 500kHz(正1s,負(fù)1s)。

  第二步,設(shè)置突波

  按 Shift,然后按 Burst(Burst 指示器被點(diǎn)亮)選擇33120A 的突波模式。再按 Shift 和 Recall Menu 把突波 計(jì)數(shù)設(shè)置為 1,使您能直接取顯示上的突波計(jì)數(shù)命令。

  通過(guò)在菜單結(jié)構(gòu)中的往下移動(dòng)(按向下箭頭,↓),驗(yàn) 證計(jì)數(shù)確實(shí)設(shè)置為 1 。為在存儲(chǔ)器中保存此值, 按 Enter。下一步是確保 500kHz 信號(hào)中沒(méi)有任何相移,即 把突波相位設(shè)置為 0°。再次按 Shift 和 Recall Menu, 然后按向右箭頭 (>),直到顯示中出現(xiàn)突波相位。使用 向下箭頭(↓) 把相位設(shè)置為 0°。再按 Enter 保存該值 和退出菜單。

  第三步,設(shè)置突波

  現(xiàn)在把突波率設(shè)置至所需要的 5kHz 頻率。再次按Shift,然后按 Recall Menu,以跳入菜單。按向右箭頭(>)直到顯示中出現(xiàn)突波率,用向下箭頭(↓)送入 5kHz值。按 Enter 保存該值。

  第四步,把突波源設(shè)置為內(nèi)部

  對(duì)于33120A,可通過(guò)內(nèi)部或外部觸發(fā)突波模式。在 這一案例中,我們將使用內(nèi)觸發(fā)的突波模式。對(duì)于最終 時(shí)間,按 Shift>Recall Menu,然后用向右箭頭( > ), 直到顯示中出現(xiàn)突波源。用向下箭頭(↓)驗(yàn)證突波模式 設(shè)置為 INT(內(nèi)部)。您可通過(guò)把旋鈕旋到零(只有一 個(gè)旋鈕)把它設(shè)置到 INT。再次用 Enter 保存該值。檢 查示波器上的輸出示出擴(kuò)展的標(biāo)度(圖 2 說(shuō)明如何觀 察)。您將看到讀出頻率為5kHz,脈沖寬度為 1ms,占空比為 0.5%,全都符合我們的要求。

  除了方波外,您也可把這項(xiàng)技術(shù)用于其它波形。如 正弦波,三角波,甚至還能包括任意波形。還可調(diào)整任意類(lèi)型脈沖的相位和偏置。
 


             圖 2: 示波器示出 1?s, 0.5% 占空比脈沖


             圖 3: 用突波模式輸出低占空比的任意波形
  結(jié)論

        您能用這項(xiàng)技術(shù)在有突波觸發(fā)能力的通用函數(shù)發(fā)生 器上產(chǎn)生低占空比脈沖。函數(shù)發(fā)生器的頻率能力將限制 所能產(chǎn)生脈沖的寬度和可使用的重復(fù)率。但這項(xiàng)技術(shù)將 允許您用通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生低占空比脈沖,而不需要 求助于更昂貴的脈沖發(fā)生器。

  術(shù)語(yǔ)

占空比 脈沖串高電平在總周期中所占的時(shí)間 百分?jǐn)?shù)
周期 信號(hào)重復(fù)前的時(shí)間長(zhǎng)度
脈沖寬度 脈沖在“真狀態(tài)”的時(shí)間長(zhǎng)度(脈沖可 為正或負(fù))

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