中心議題：

• 函數信號發生器使用方法

信xin號hao發fa生sheng器qi一yi般ban區qu分fen為wei函han數shu信xin號hao發fa生sheng器qi及ji任ren意yi波bo形xing發fa生sheng器qi，而er函han數shu波bo形xing發fa生sheng器qi在zai設she計ji上shang又you區qu分fen出chu模mo擬ni及ji數shu字zi合he成cheng式shi。眾zhong所suo周zhou知zhi，數shu字zi合he成cheng式shi函han數shu信xin號hao源yuan無wu論lun就jiu頻pin率lv
、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)及ji頻pin率lv漂piao移yi均jun能neng達da到dao相xiang當dang穩wen定ding的de狀zhuang態tai，但dan畢bi竟jing是shi數shu字zi式shi信xin號hao源yuan，數shu字zi電dian路lu與yu模mo擬ni電dian路lu之zhi間jian的de幹gan擾rao，始shi終zhong難nan以yi有you效xiao克ke服fu，也ye造zao成cheng在zai小xiao信xin號hao的de輸shu出chu上shang不bu如ru模mo擬ni式shi的de函han數shu信xin號hao發fa生sheng器qi。

zheshitongyongmonishihanshuxinhaofashengqidejiegou，shiyisanjiaobochanshengdianluweijichujingerjiguansuogouchengdezhengxianbozhengxingdianluchanshengzhengxianbo
，tongshijingyoubijiaoqidebijiaochanshengfangbo,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(dao)20%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DC補(bu)償(chang)產(chan)生(sheng)有(you)效(xiao)的(de)邏(luo)輯(ji)電(dian)平(ping)模(mo)擬(ni)輸(shu)出(chu)，觀(guan)察(cha)該(gai)電(dian)路(lu)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，而(er)證(zheng)實(shi)故(gu)障(zhang)缺(que)陷(xian)的(de)地(di)方(fang)。總(zong)之(zhi)利(li)用(yong)任(ren)意(yi)波(bo)形(xing)發(fa)生(sheng)器(qi)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)基(ji)礎(chu)功(gong)能(neng)，能(neng)仿(fang)真(zhen)您(nin)基(ji)礎(chu)實(shi)驗(yan)室(shi)所(suo)必(bi)須(xu)的(de)信(xin)號(hao)。  
　　
二、任意波形
，仿真模擬更複雜的信號要求  
　　
zhongsuozhouzhi
，zaiwomenshijidedianzihuanjingsuoshejidedianluzaiyunxingzhong，youyugezhongganraohexiangyingdecunzai，shijidianluwangwangcunzaigezhongxinhaoquexianheshunbianxinhao
，liruguomaichong、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。  
　　
youyurenyiboxingfashengqiteshudegongneng，weilezengqiangrenyiboxingshengchengnengli，tawangwangyilaijisuanjitongxunshuchuboxingshuju。zaijisuanjichuanshuzhong，tongguozhuanyongdeboxingbianjiruanjianshengchengboxing，youliyukuochongyiqidenengli

，gengjinyibufangzhenmonishiyan。tongshiyouyubianjiyigerenyiboxingyoushixuyaohuafeidaliangdeshijianhejingli

，bingqiemeicibianjiboxingkenengyousuochayizheyangyouderenyiboxingfashengqi，neizhiyidingshuliangdefeiyishixingcunchuqi
，suijicunqubianjiboxing，youliyucankaoduibi；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。