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任意波形/函数发生器的7大方向25种典型应用

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2024/5/6 8:55:50

提到电子测量,估计你首先想到的是示波器或逻辑分析仪。但是,这些工具只有在采集某种信号时使用,而这些信号通常是没有的,需要外部加载。

例如,应变计放大器本身并不产生信号,只是放大了传感器中接收信号的功率,这就需要先测试放大器,然后才能把它连接到为其输入信号的电路上,必须在输入端提供激励信号。而当工程师表征新型设计时,需要进行余量测试或极限测试,以保证新硬件在整个工作条件范围以内及以外满足设计规范,这就要求完整的解决方案,既要能生成信号,又要能进行测量。

信号发生器与示波器或频谱分析仪配套使用,以构成完整的测量解决方案。在各种配置下,信号发生器可以以模拟波形、脉冲码型、调制、失真、噪声等形式提供激励信号。为进行有效的设计测量、表征测量或调试测量,非常重要的一点是同时考虑这一解决方案的两个要素。

任意波形 / 函数发生器(AFG)能够产生各种激励,也是当前业内流行的信号发生器架构。如果 DUT 要求典型的正弦波形和方波(等等)及能够在两个频率之间几乎即时切换,任意波形 / 函数发生器(AFG)是当仁不让的选择。AFG 提供了许多的优势:它提供稳定的标准波形,如正弦波、方波、脉冲波、三角波、等等。此外,用户可以生成所谓的任意波形,拥有用户自定义的波形。而且,AFG 提供了一种方法,可以从内部来源或外部来源调制信号,生成扫频,输出脉冲信号。

泰克收集调查全球工程师使用泰克任意 / 波形函数发生器的常用功能,结果显示 60%以上的工程师只使用了其 14.2%的功能。如何充分使用泰克的任意波形函数发生器满足您的测试需求,让它物有所值?泰克工程师整理了 7 大方向 25 种典型应用场景,助您加速调试效率。



7 大方向、25 种典型应用场景


1、嵌入式和半导体测试应用:时钟源、表征逻辑器件 - 定时余量测试、表征锁相环(PLL)电路、表征运算放大器 、CCD 传感器 AFE(模拟前端)定时余量测试、表征 CCD 传感器 – 延迟余量测试、测试音频 DAC、电源抗扰度。

时钟源

典型应用:

确定频率余量:测试数字电路的时钟频率工作范围。代替不可用的时钟源,进行器件功能测试。

用户:开发嵌入式和数字通信电路的测试和设计工程师。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

与专用脉冲发生器相比,节约成本;

双通道和浮动输出,生成差分信号;

高达160 MHz的脉冲和方波频率范围。


小贴士

- 可以使用带有浮动单端输出的双通道信号源,生成差分时钟信号,如PECL、LVPECL 或LVDS。

- 为生成差分信号,在通道 1 中配置波形、频率和幅度,然后通过CH1 Complement 功能,把倒置的设置复制到通道2。然后把Frequency CH1=CH2设置成On,初始化Align Phase,激活同步模式。

- 使板上时钟源失效,同时使用外部时钟源驱动器件。

- 为避免信号完整性劣化,比如振铃或可变延迟和幅度,注意在连接到信号源的探头与电路板之间要有充分的阻抗匹配。


2、RF 相关应用:测量带通滤波器的频响、测量 RF 元器件的互调制失真、脉冲式噪声系数测量、RFID 接收机 IC 功能测试、EMC 辐射测试、表征 I/Q 调制器。

测量带通滤波器的频响

典型应用:

使用扫频正弦波激励滤波器,使用频谱分析仪测量滤波器频响。

用户:

- 为滤波器厂商或无线通信设备厂商工作的电子设计工程师。

- 在大学的学生实验室工作的教授、实验室管理员。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

使用简便;

大屏幕,一目了然地显示所有相关波形和扫频参数,对正确设置树立信心;

外形紧凑,在工作台上为各种器件和电缆留出更多空间。


小贴士

如果只有一台示波器,而没有频谱分析仪,可以通过发生器的触发输出触发扫频开始点,设置示波器的时间标度,与发生器的扫描时间相匹配,作为频率值进行说明。


3、教育相关应用:测量带通滤波器的频响、AM/FM 广播测试和对应

AM/FM广播测试和对应

典型应用:

测量IF带宽,对应RF阶段,测量FM接收机的音频带宽。

用户:

- 为AM/FM广播制造商工作的电子设计工程师。

- 在大学的学生实验室工作的教授和实验室管理员。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

使用简便。

大屏幕,一目了然地显示所有相关波形和扫频参数,对正确设置树立信心。

外形紧凑,在工作台上为各种器件和电缆留出更多空间。


小贴士

设置发生器的负载阻抗设定值,与连接的电路阻抗相匹配,以便准确显示幅度。


4、汽车应用:测试和优化发动机控制单元、仿真汽车传感器信号、表征和优化汽车电子中的电源 MOSFET 电路、分析 IGBT 电路的开关波形。

测试和优化发动机控制单元

典型应用:

仿真各种汽车传感器信号,如压力、温度、速度、转动和角度位置,对汽车应用中的发动机控制单元(ECU) 进行功能测试和优化。

用户:

从事汽车电子工作的电子设计工程师。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

大显示屏,一目了然地确认所有设置。

可以作为Vpp/偏置或作为High/Low值输入幅度。

ArbBuilder和ArbExpress提供了强大的波形创建和编辑功能。

使用AFG3011C实现高达20 Vpp的幅度,不需要外部放大器。


小贴士

- 把Frequency CH1=CH2设置成On,初始化 AlignPhase,激活双通道信号发生器的同步模式。

- 为同步多个发生器中的时钟,使用一个发生器作为主设备,把其Sync Clock输出连接到另一个发生器的Sync Clock输入上。

- 为同步同相的多个发生器,把它们设置成 Burst-Inf-Cycles 模式,然后通过外部信号同时启动。


5、医疗应用:测试起搏器 / 心律转复除颤器及其它置入型医疗器械、测试超声波医疗器械、测试超声波医疗器械的检测器电路。

测试超声波医疗器械

典型应用:

使用正弦波突发驱动超声波变送器,测试医疗影像系统。

用户:

- 开发超声波医疗器械的电子设计工程师。

- 在大学中从事超声波研究的研究人员。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

使用简便。

外形紧凑。


小贴士

使用触发输出,在每个突发周期开始时触发测量设备或影像系统。


6、工控应用:表征液压伺服阀的动态性能。

表征液压伺服阀的动态性能

典型应用:

AFG使用方波激励伺服阀,确定动作时间(步进响应)、频响(博德图)及产品技术资料中的其它指标。

用户:

- 参与液压伺服阀设计和制造的机电设计工程师。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

能够生成各种波形(方波、锯齿波、正弦波、任意波)。

>10 Vpp,确定阀在过速驱动中的特点。

使用简便。


小贴士

- 设置发生器的负载阻抗设定值,与连接的电路阻抗相匹配,以便准确显示幅度。

- 为使用0或4-20mA 输入驱动器件,可以根据器件的输入阻抗,为发生器计算出对应的电压设置值。


7、科研应用:驱动和调制激光二极管

驱动和调制激光二极管

典型应用:

驱动基于激光器的通信系统中的激光二极管和光电调制器。

用户:

在涉及光学通信的大学和研究实验室中工作的研究人员。

使用任意波形/ 函数发生器的好处

双通道可以使用独立定时和工作模式运行。

高达125 MHz的任意波形。

用途广泛,使用简便。


小贴士

设置发生器的负载阻抗设定值,与连接的电路阻抗相匹配,以便准确显示幅度。

订货信息:

AFG31021      1 μHz ~ 25MHz 正弦波, 1 通道任意波函数发生器

AFG31022      1 μHz ~ 25MHz 正弦波, 2 通道任意波函数发生器

AFG31051      1 μHz ~ 50MHz 正弦波, 1 通道任意波函数发生器

AFG31052      1 μHz ~ 50MHz 正弦波, 2 通道任意波函数发生器

AFG31101      1 μHz ~ 100MHz 正弦波, 1 通道任意波函数发生器

AFG31102      1 μHz ~ 100MHz 正弦波, 2 通道任意波函数发生器

AFG31151      1 μHz ~ 150MHz 正弦波, 1 通道任意波函数发生器

AFG31152      1 μHz ~ 150MHz 正弦波, 2 通道任意波函数发生器

AFG31251      1 μHz ~ 250MHz 正弦波, 1 通道任意波函数发生器

AFG31252      1 μHz ~ 250MHz 正弦波, 2 通道任意波函数发生器

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