[工學(xué)]第5章電子測量技術(shù)(參考版)
2025-01-22 07:27本頁面
【正文】 ? 輸出通道數(shù)量 ? 許多應(yīng)用要求信號發(fā)生器有一條以上輸出通道 。 任意波形發(fā)生器的常用技術(shù)指標(biāo) ? 最高采樣率 ? 采樣率通常用每秒兆樣點或千兆樣點表示 ,表明了儀器可以運(yùn)行的最大時鐘或采樣率 ? 幅度分辨率 ? DAC的垂直分辨率決定著復(fù)現(xiàn)的波形的幅度精度和失真?？梢栽趦x器能夠生成的任何時鐘頻率上,從內(nèi)存中讀取樣點。 ? 波形可以采取任何形狀；它可以有任意數(shù)量的畸變 ,或根本沒有畸變。換句話說 ,輸出信號頻率完全取決于時鐘頻率和內(nèi)存中的波形樣點數(shù)量。波形占用指定數(shù)量的內(nèi)存位臵。 AWG ? AWG的流程可以視為“反向取樣”。 ? 任意波形發(fā)生器 (AWG)可以生成任何波形。 ? AWG 也讀取內(nèi)存的內(nèi)容 ,但其讀取方式不同。 ? 低頻值導(dǎo)致小的增量 ,觸發(fā)相位累加器以較低的步長步進(jìn)通過波形樣點 ,甚至?xí)貜?fù)各個樣點 ,構(gòu)成 360度 ,生成頻率較低的波形。 360度時鐘周期分布在所有波形樣點中 ,DDS 段根據(jù)波形長度及用戶選擇的頻率自動確定相位增量。由于波形樣點的數(shù)量在內(nèi)存中是固定的 ,因此基于 DDS 的儀器不是讀取每個樣點來重建波形。 ? 大多數(shù)現(xiàn)代 AFG 采用直接信號合成 (DDS)技術(shù) ,在廣泛的頻率范圍上提供信號。 ? 采用微處理器和大規(guī)模集成電路的 DDFS技術(shù)就是任意波形發(fā)生器中經(jīng)常采用的支撐技術(shù) ,或者說當(dāng)前在 AWG中主要靠 DDFS技術(shù)實現(xiàn)任意波形的產(chǎn)生部分。 ? 自然界的信號本來就是復(fù)雜的 ,很難用簡單的函數(shù)來描繪。 ? 雖然 DDFS的高端頻率近年來不斷擴(kuò)展 ,但在微波及其以上頻率 ,目前使用較多的仍是鎖相式頻率合成器。 ? 反之 ,k越小輸出頻率越低。 相 位 遞 增寄 存 器低 通D A C波 形 存 儲檢 索 表相 位寄 存 器相 位累 加 器頻 率 控 制當(dāng) 前 相 位 碼波 形 量 化 輸 入相 位 碼 高 位信號調(diào)理及輸出初 相 碼 設(shè) 置時 鐘fC L K幅 度數(shù) 據(jù)k相位累加器 ? 相位遞增寄存器中的 相位碼增量 k可用于 頻率控制 ,k越大 ,相位碼和存儲器地址增長越快 ,波形的一個周期中輸出的采樣點數(shù)越少。 相位累加器 ? 相位累加器類似于一個簡單的計數(shù)器 ,每來一個時鐘脈沖 ,加法器就將相位碼增量 k與相位寄存器中的數(shù)據(jù)相加。 11111 1111 90 176。 11110 1101 78176。 11100 1011 66176。 11000 1001 54176。 10011 0111 42176。 01101 0101 30176。 00111 0011 18176。 00000 0001 6176。因為 24＝ l6,所以可以按 4位地址碼對數(shù)據(jù) ROM進(jìn)行尋址。 計算 ,在 0~90176。 范圍內(nèi)的幅值碼。 和 270176。由于正弦波對 180176。 ? 設(shè) Δφ＝ 6176。 ? 檢索表相當(dāng)于一個 相位 /振幅 變換器 ? 以 正弦波 為例 ,在正弦波一周期 (360176。 ? 這種合成方法不僅可以給出不同頻率的正弦波,而且還可以給出 不同初始相位 的正弦波 ,甚至可以給出各種任意波形。 ? 當(dāng)開關(guān) S臵于 2時 ,VCO就作為一個頻率連續(xù)可調(diào)的振蕩器工作 ,調(diào)節(jié)電位器 P,改變 VCO的偏壓 ,可使輸出在 ～ 。目前十進(jìn)頻率合成器已作為一個標(biāo)準(zhǔn)頻率源而獲得廣泛應(yīng)用。 10 12～ 13 MHz ～ MHz 倍頻環(huán) 44 DS1 09 1Hz DS1 09 10Hz DS1 09 100Hz DS1 09 1KHz DS1 09 10KHz DS2 09 100 KHz DS4 02 10MHz DS3 02 1MHz 21～ 22 MHz ～ MHz ～ MHz ～ MHz ～ MHz ～ MHz ≈ 內(nèi)插振蕩器 0～ 1Hz ～ 9MHz 100KHz M （ ） 101～ 92MHz 101～ 122 MHz 200Hz～ 30MHz 247。分頻系數(shù)小數(shù)部分所含位數(shù)越多 ,頻率分辨力越高。 ? 這個環(huán)路中的分頻器既可整數(shù)分頻 ,又可在分頻系數(shù)中包括小數(shù)。 （ a ） 數(shù) 字 分 頻 環(huán)（ b ） 脈 沖 分 頻 環(huán)脈 沖 形 成鑒 相 器P D壓 控 振 蕩 器V C O低 通 濾 波 器L P Ffo= fi 1 / N基 準(zhǔn)振 蕩 器fi 1N fo fo N 倍 頻 N鑒 相 器P D壓 控 振 蕩 器V C O低 通 濾 波 器L P Ffo= fi 1 / N基 準(zhǔn)振 蕩 器fi 1N fo fo 雙環(huán)頻率合成單元 40 fo= N fi 1 + fi 2 混 頻－fo－ N fi 1 P D 2V C O 2L P F 2fi 2內(nèi) 插振 蕩 器fo 1= N fi 1 脈 沖 形 成fi 1P D 1V C O 1L P F 1基 準(zhǔn)振 蕩 器N fi 1 倍 頻 環(huán)混 頻 環(huán)? 在混頻鎖相環(huán)中 ,如果混頻器的輸入信號頻率 fi2可變 ,且變化的增量很小 ,小于 fi1(即 Δfi2＜ fi1),則可以提高頻率分辨力。 N基 準(zhǔn)振 蕩 器fi 1fo/ N fo ( a ) 數(shù) 字 倍 頻 環(huán) ( b ) 脈 沖 倍 頻 環(huán)鑒 相 器P D壓 控 振 蕩 器V C O低 通 濾 波 器L P Ffo= N fi 1 基 準(zhǔn)振 蕩 器fi 1N fi 1 fo 脈 沖 形 成39 鎖相環(huán)的幾種基本形式 ?分頻式 鎖相環(huán) ? 分頻環(huán)實
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