使用MATLAB和任意波形發(fā)生器創(chuàng)建高性能激勵(lì)測(cè)試系統(tǒng)
靈活性源自我們生成波形的方式,其直接來自AWG中的內(nèi)存,因此管理簡(jiǎn)便,可以滿足無(wú)窮無(wú)盡的各類應(yīng)用和測(cè)試需求。AWG基于采樣的結(jié)構(gòu)基本上與數(shù)字示波器的操作相反。示波器從模擬波形中采集樣點(diǎn),而任意波形發(fā)生器則從存儲(chǔ)的樣點(diǎn)中重建模擬波形(即DAC與ADC)。這些樣點(diǎn)基本上可以定義任何波形,從正弦波到串行數(shù)字脈沖。
許多傳統(tǒng)信號(hào)發(fā)生儀器只生成一種波形,如正弦波,并依賴外部調(diào)制器,來進(jìn)一步處理信號(hào)。相比之下,AWG使用直接數(shù)字生成技術(shù),生成包含要求的調(diào)制特點(diǎn)或傳輸路徑效應(yīng)的信號(hào),如抖動(dòng)、噪聲、符號(hào)間干擾(ISI)、等等。可以使用各種軟件工具,定義和建立信令特點(diǎn)。
與示波器一樣,AWG一直緊跟電子器件和RF領(lǐng)域中發(fā)生的速度和復(fù)雜性迅速提高的發(fā)展步伐。最新AWG提供了高采樣率、長(zhǎng)波形內(nèi)存、深動(dòng)態(tài)范圍和必要的分辨率,可以滿足國(guó)防電子、高速串行、光學(xué)網(wǎng)絡(luò)和高級(jí)研究中最苛刻的信號(hào)發(fā)生要求。
AWG最重要的主打指標(biāo)之一是采樣率。就在去年,采樣率剛剛躍升到大約24 GS/s (每秒千兆樣點(diǎn))。而今天,AWG已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了50GS/s的采樣率。這意味著在RF應(yīng)用中,可以使用AWG生成高達(dá)20 GHz的復(fù)雜寬帶信號(hào)。在高速串行應(yīng)用中,可以使用當(dāng)今的50 GS/s AWG,生成高達(dá)122.5 Gb/s的高波特率基帶信號(hào),同時(shí)仍能提供所需的垂直分辨率,處理復(fù)雜調(diào)制,如OFDM和高階QAM格式。
AWG正日益成為各種測(cè)試測(cè)量應(yīng)用的激勵(lì)源,這是因?yàn)榕c其它方式相比,其提供了大量固有的優(yōu)勢(shì),包括:
●可以通過數(shù)百種方式修改存儲(chǔ)的信號(hào)信息或數(shù)字樣點(diǎn),如濾波、卷積、時(shí)移、調(diào)制、等等。
●通過改變采樣時(shí)鐘的頻率,可以改變輸出頻率,而不會(huì)改變波形成分。
●可以在輸出波形中任何地方增加異常特點(diǎn)(如瞬態(tài)信號(hào)或跌落)。這適用于提供“真實(shí)環(huán)境”壓力,如原型驗(yàn)證過程中的正弦曲線抖動(dòng)。
●直接數(shù)字合成技術(shù)可以與設(shè)計(jì)(建模)工具一起使用,仿真元器件、信道和/或系統(tǒng)性能。
●基于軟件的編輯工具簡(jiǎn)化了開發(fā)和修改波形的過程。
創(chuàng)建波形
隨著設(shè)計(jì)人員需要設(shè)計(jì)的信號(hào)越來越復(fù)雜,基于軟件的工具已經(jīng)成為創(chuàng)建波形的首選手段。更加完善的軟件工具可以歸檔和重用代碼,從數(shù)學(xué)函數(shù)中計(jì)算幾乎任何波形,對(duì)得到的波形建模。市場(chǎng)上有多種波形創(chuàng)建工具,從最簡(jiǎn)單的工具,直到高級(jí)工具。
下面概括介紹了提供的部分選項(xiàng)以及基于MATLAB的更詳細(xì)的實(shí)例。
大多數(shù)AWG包括一套基本波形文件,可以調(diào)用到波形內(nèi)存中。這些波形通常直接從簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)函數(shù)中導(dǎo)出,如正弦公式。其它基本波形包括三角波、鋸齒波、方波等信號(hào)形狀。機(jī)載功能為在AWG及相連器件上執(zhí)行“存在信號(hào)”檢查提供了方便的方式,這些功能對(duì)其它簡(jiǎn)單測(cè)試可能已經(jīng)足夠了。
許多廠商通常還提供基本的成套波形創(chuàng)建和編輯工具,這些工具設(shè)計(jì)成在Windows計(jì)算平臺(tái)或在儀器本身內(nèi)部運(yùn)行。圖1顯示了用來創(chuàng)建正弦波的公式編輯器。
圖1.標(biāo)配AWG波形工具可以快速創(chuàng)建波形,如圖中所示的正弦波。
公式窗口(左上方)包含著實(shí)際公式和其它細(xì)節(jié),公式具體如下:
#Here w = 2*pi*10^4*t
#The Freq of the equation F= 1/((points/cycle) * clock)
#In this equation Freq is 1/1000*100ns = 10KHz i.e. 10^4
#View the waveform with the settings Points: 1K,SR,10MS/s
Range(0us, 100us)
注意,大多數(shù)文本由注釋組成,運(yùn)算函數(shù)是簡(jiǎn)單的“sin(w)”。一旦基本波形完成,繪圖工具可以使用人為失真或畸變改動(dòng)簡(jiǎn)單的正弦形狀。
評(píng)論