任意波形发生器工作原理
任意波形发生器的原理与应用
• 调制发生器
–AM, FM, FSK, I/Q 等等
• 定制式发生器 • 系统元件 • 以上各项的组合
8 刘国琨 福禄克任意波形发生器 2/5/2002
Company Confidential
任意波形发生器可以代替 所有这些仪器
往往价格更低 ！
9
Presenters Name
Fw = fs wsize
信号重复频率＝采样频率 波形容量 采样频率 波形容量
fs(MS/s)=每秒产生的波形点 wsize＝确定波形的点数
加大点数可优化波形质量
举例：
需要1000点的波形
最高信号重复频率
任意波形发生器最高采样率50MS/s
50,000,000 MS/s 1,000 = 50kHz
福禄克任意波形发生器
2/5/2002
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任意波形发生器用于
•脉冲/脉冲序列发生器
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刘国琨
福禄克任意波形发生器
2/5/2002
Company Confidential
任意波形发生器用于
•调制信号源
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刘国琨
福禄克任意波形发生器
2/5/2002
Company Confidential
D/A
地址
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刘国琨
福禄克任意波形发生器
2/5/2002
Company Confidential
任意波形发生器工作原理
•具有开始，停止和重复能力的地址发生器
开始计数
停止计数
开始计数 停止计数 重复计数
触发输入
触发输入
重复数为4
23
刘国琨
任意波形发生器介绍
1、什么是任意波形发生器，与函数发生器的区别，如何产生任意波形信号，“任意”如何理解2、任意波形发生器的基本原理答：以DDS技术为基础，通过改变DDS中的查找表的数据，来实现任意波形。
根据所采用DDS的结构不同，采用DDFS结构的叫做函数/任意波形发生器，以Agilent的33250和Tektronix的AFG3000系列为典型代表，采用DDWS结构的叫做任意波形发生器，以Tektronix的AWG5000和AWG7000系列为代表3、任意波形发生器的形式答：大体上分为两种——台式仪器和模块式仪器，台式仪器如Agilent的33250，33120，tektronix的AFG和AWG系列等，模块化仪器包括VXI、PXI、cPCI、LXI（部分LXI模块也提供键盘、显示，可划归为台式仪器）、USB接口模块仪器等4、任意波形发生器的结构，每部分的作用，完成的功能，以及相应的对外接口信号？答：主要包括CPU模块、任意波形合成模块、模拟通道、电源四大组成部分1）CPU模块a)主控制器（包括单片机、ARM嵌入式处理器、PC机等，有板载CPU和非板载CPU之分，如台式仪器、VXI模块是板载CPU，而PXI模块是非板载CPU）b)键盘模块（台式仪器所特有，包括功能键、数字键以及飞梭）c)程控接口模块（一般为台式仪器特有，包括USB，LAN，GPIB，RS232等）d)显示模块（一般为台式仪器特有，有些模块化仪器也提供VGA接口，支持外接显示器的功能）2）任意波形合成模块a)时钟发生模块●在参考时钟（一般为10MHz，其准确度决定了采样时钟及输出频率的准确度）的作用下，产生波形DAC模块所需的采样时钟。
如果为DDFS架构，采样时钟为固定频率，如果为DDWS架构，采样时钟为可变频率。
●提供外部参考时钟和内部参考时钟的切换功能（有两种方法，一种是参考时钟内外源自动切换，当有外部参考时钟接入时，自动切换到外部参考时钟；一种是手动切换，并且当外部参考时钟超过一定范围时，自动切换到内部参考时钟）●提供内/外部采样时钟的切换功能（不是所有的仪器都有，一般在高档仪器上才有）●提供仪器内部所需的一些时钟信号，如调制模块中ADC所需的采样时钟、触发模块中所需的触发信号产生器的计数时钟等思考：1、为什么要提供外部采样时钟，作用是什么？2、如何用参考时钟产生采样时钟？方法有哪些？b)地址产生模块——产生波形存储器模块所需的寻址信号●累加器模块——对送入的频率控制字进行累加操作，产生相应的寻址信号；累加器模块应提供清零信号输入，通过控制清零信号，可产生Burst调制波形输出●相位加法器模块●频率控制字生成模块——产生累加器所需的频率控制字，可实现调频、扫频、FSK调制●相位控制字生成模块——产生相位加法器所需的相位控制字，可实现调相、PSK调制●地址位数选择模块——选择输出地址的位数，一般来说，当任意波形发生器工作在函数模式时，地址位数选择为16位，有利于在保证波形质量的前提下提供切换速度；当工作在任意波形模式时，将提供最大的地址输出能力（视存储容量而定）c)存储器模块●存储器（目前一般采用ZBT SRAM，也有采用DDR SDRAM，QDRSRAM或异步SRAM的），根据所要实现的采样率不同，也分为单片存储器和多存储器并行两种模式，具体参见多存储器并行任意波形合成技术●存储器管理模块——负责管理存储器地址线、数据线、读、写、片选等，注意任意波形的工作过程，1、由CPU将所需的波形数据写入波形存储器中，此时，存储器的地址、数据、写、片选都由CPU提供，读信号无效；2、地址产生模块提供地址信号连续读取存储器的波形数据，此时，存储器的地址由地址产生模块提供，读、片选均应一直使能，写信号无效，读取的数据送数据合成模块d)数据合成模块●对存储器传入的波形数据进行处理后传送给波形DAC模块●处理包括调幅、数据插值（并串转换）等e)波形DAC模块f)调制模块●产生内部调制时所需的调制波形数据（调频、调幅、调相和SWEEP需要）●对外部调制源送入的调制信号通过ADC进行采样，采样后产生相应的调制波形数据●进行调制源选择●产生Burst调制所需的清零控制信号g)触发模块●产生内部触发信号●对触发信号进行触发极性选择●进行触发源选择h)同步Marker模块●产生同步Marker数字信号●对产生的Marker数字信号进行幅度控制等i)方波产生模块●在Stratix3及其以上的器件中实现，通过数字的方法产生占空比精密可调的方波信号、脉宽精密可调的脉冲信号以及PWM调制波形信号3）模拟通道模块（根据模拟输出的指标不同而略有区别）a)滤波器模块b)脉冲沿调整模块c)幅度控制模块d)衰减模块e)放大模块f)加偏模块一、任意波形发生器的接口及指标1、主输出：波形信号的输出主要指标包括：工作模式：连续、触发、门控、序列输出特性：输出样式：单端或差分输出阻抗：50欧姆或75欧姆输出幅度范围、分辨力、准确度输出偏移范围、分辨力、准确度输出波形种类、频率范围、频率准确度输出正弦信号谐波失真、非谐波失真、SFDR、相位噪声方波上升、下降时间、占空比、过冲调制波形种类以及调制的参数（具体在调制部分再介绍）DAC垂直分辨位数存储深度2、时钟电路部分（通道共用）（1）内部参考输出：输出仪器内部晶振产生的参考时钟信号，该信号可用于同步多台任意波形发生器，或同步任意波形发生器和其它仪器。
波形发生电路原理
波形发生电路原理波形发生电路是一种电子电路，用于产生特定形状和频率的电压或电流波形。
它通常由活动元件（例如晶体管、集成电路）和被动元件（例如电阻、电容）组成。
波形发生电路的原理基于信号的周期性。
一般来说，波形发生电路需要一个参考信号（例如时钟信号、振荡器信号），根据参考信号的周期和幅值来产生期望的波形。
具体的原理取决于所采用的电路拓扑和元件类型。
常见的波形发生电路包括正弦波发生器、方波发生器、矩形波发生器和三角波发生器等。
下面以正弦波发生器为例，介绍其工作原理：1. 整体思路：正弦波发生器的核心思想是利用反馈机制，将一个信号通过放大和滤波处理后再输入到自身，形成一个稳定的正弦波输出。
2. 振荡器电路：正弦波发生器的关键是振荡器电路，它负责产生频率恒定的振荡信号。
常见的振荡器电路包括LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。
以LC振荡器为例，它由电感(L)和电容(C)构成，并配合放大元件组成正反馈网络。
3. 放大器电路：振荡器电路生成的振荡信号较弱，需要经过放大器电路放大后才能得到理想的输出。
这里可以采用放大器电路，如共射放大电路或运算放大器等。
4. 滤波器电路：放大器电路放大信号后，仍然会存在一些杂散信号或高频成分。
因此，需要使用滤波器电路，如低通滤波器或带通滤波器，将不需要的信号滤除，只保留所需的正弦波信号。
通过以上的电路组合，正弦波发生器可以实现将一个参考信号转换成期望频率和幅度的正弦波输出。
实际设计时，需要根据具体要求选择合适的元件和电路拓扑，以实现所需的波形。
需要注意的是，不同类型的波形发生器可能有不同的电路原理和参数设置，本文所述仅作为示例，具体应用需根据实际情况进行调整和优化。
任意波形发生器和 20 μs 间隔的数字转化能力
在当今科技发展迅猛的时代，任意波形发生器和20 μs 间隔的数字转化能力正日益成为电子领域中的热门话题。
这两个领域的技术不仅能够广泛应用于信号处理、通信系统、医学影像等领域，而且在工业自动化、航天航空等领域也有着重要的地位。
本文将从几个角度深入探讨这两个技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、任意波形发生器的原理及应用1. 什么是任意波形发生器？任意波形发生器是一种可以生成任意波形的信号源器件，它不受限于特定的波形形状，能够按照用户的要求产生各种复杂的波形信号，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等。
这种灵活性和多样性使得任意波形发生器在电子测试、通信系统、声音合成等领域有着广泛的应用。
2. 任意波形发生器的工作原理任意波形发生器通过数字信号处理技术，将数字信号转换为模拟信号输出。
在数字信号处理阶段，用户可以通过预置的算法或者自定义的算法，生成任意形状的波形数据。
随后，这些波形数据经过DA转换器，转换为模拟信号输出。
任意波形发生器的核心技术包括数字信号处理和数字模拟转换。
3. 任意波形发生器的应用领域任意波形发生器广泛应用于各种领域，包括信号发生与测试、通信系统测试、声音合成与处理等。
在信号发生与测试领域，任意波形发生器能够产生各种复杂的波形信号，满足不同信号源的要求。
在通信系统测试领域，任意波形发生器可以模拟各种复杂的通信信号，对通信系统进行性能测试。
在声音合成与处理领域，任意波形发生器可以生成各种音频信号，实现声音的合成和处理。
二、20 μs 间隔的数字转化能力的原理及应用1. 20 μs 间隔的数字转化能力是什么？20 μs 间隔的数字转化能力是一种数字信号处理技术，能够在20微秒的时间内对信号进行采样和转换。
这种技术具有高速、高精度的特点，能够应用于很多要求高速信号处理的场合。
2. 20 μs 间隔的数字转化能力的工作原理在20 μs 的时间内，数字转化器能够对信号进行快速的采样和转换。
它利用高速时钟和专门的采样电路，能够在极短的时间内完成对信号的数字化。
33220a任意波形发生器校准手册
文章标题：深度解读：33220A任意波形发生器校准手册1. 引言在现代电子技术领域，波形发生器作为一种常见的测试设备，在各种电子设备的研发和生产中扮演着至关重要的角色。
而在波形发生器中，33220A任意波形发生器以其高精度、灵活性和广泛的应用领域而备受青睐。
然而，一台高质量的波形发生器离不开准确的校准，因此本文将从深度和广度的角度，解读33220A任意波形发生器的校准手册，以期帮助读者更全面地了解和掌握这一重要的技术。
2. 33220A任意波形发生器简介33220A任意波形发生器作为一款常见的精密仪器，具有多种波形的发生能力，同时还具备高精度和灵活性的特点。
它广泛应用于频率响应测试、传感器模拟、通信系统测试等领域，为工程师和科研人员提供了便捷的测试手段。
然而，要保证其输出信号的准确性和稳定性，则需要进行准确的校准工作。
3. 校准手册解读校准手册作为保证设备准确性和稳定性的指导文档，对于33220A任意波形发生器而言尤为重要。
在校准手册中，通常包含设备的基本信息、校准原理、校准方法、校准步骤和注意事项等内容。
3.1 设备基本信息在校准手册中，首先会对33220A任意波形发生器的基本信息进行介绍，包括设备型号、生产厂家、出厂日期、技术规格等。
这些信息对于理解设备的特性和性能非常重要，也为后续的校准工作提供了基础支持。
3.2 校准原理校准原理部分将介绍33220A任意波形发生器的工作原理、内部结构和关键元器件，以及输出信号的稳定性和准确性的保证机制。
通过深入理解校准原理，可以更好地把握校准的关键技术和要点。
3.3 校准方法和步骤校准方法和步骤部分则是校准手册的核心内容，它包括对设备进行校准的具体操作流程、校准所需的标准设备和仪器，以及校准过程中需要注意的细节和技巧。
根据校准手册的指导，技术人员可以按照一定的步骤和方法，对设备进行准确的校准工作。
3.4 注意事项校准手册中通常会对在校准过程中需要特别注意的事项进行说明，比如环境条件、检验周期、维护保养等，这些内容对于设备的长期稳定性和可靠性有着重要的影响。
任意波形发生器
1绪论1．1任意波形发生器的发展历程任意波形发生器(Arbitrary Wave Generator)是在1975年开发成功的，从此，信号发生器产品增加了一个新品种。
在任意波形发生器作为测量用信号激励源进入市场之前，为了产生非正弦波信号，已使用函数发生器提供三角波、斜波、方波和余弦波等几种特殊波形。
声音和振动分析需要复杂调制的信号源，以便仿真真实的信号，只有借助任意波形发生器，例如医疗仪器测试往往需要心电波形，任意波形发生器很容易产生各种非标准的振动信号。
早期的任意波形发生器主要着重音频频段，现在的任意波形发生器已扩展到射频频段，它与数字示波器（DSO）密切配合，只要数字示波器捕获的信号，任意波形发生器就能复制出同样的波形。
在电路构成上，数字示波器是模拟/数字转换，任意波形发生器是数字/模拟的逆转换，目前任意波形发生器的带宽达到2GHz，足够仿真许多移动通信、卫星电视的复杂信号。
生产数字示波器的仪器公司一般都供应任意波形发生器，如安捷伦、力科、泰克公司，也有只生产任意波形发生器的公司，如雷科、斯坦福公司。
仪器有台式、PC机虚拟、VXI总线、PXI总线等多种方式，大部分产品只有1路输出，有的高达16路输出。
仪器采样率从最低的100KS/s到4GS/s，相当实时带宽50kHz到最高的2GHz。
产生任意波形的方法主要有两种：即存储器和直接数字合成（DDS），前者电路比较简单，分两种形式：相位累加器式与计数器式，但需要较深的存储容量。
任意波形发生器的波形定义主要有面板设定、方程式设定、波形下载、软件设定、数字示波器下载、内置编辑器等多种。
1．2任意波形发生器的发展趋势及应用任意波形发生器的应用非常广泛，在原理上可仿真任意波形，只要数字示波器或其它记录仪捕捉到的波形，任意波形发生器都可复制出，特别有用的是仿真单次偶发的信号，例如地震波形、汽车碰撞波形等等。
任意波形发生器的发展趋势是更高取样率，更高分辨率和更大存储量，目前实时带宽超过1GHz的产品比较少，而且分辨率只有8位，不能满足快速发展的移动通信和高速网络的测量要求。
任意波形信号发生器
一、题目要求及分析1.1题目要求任意波形信号发生器利用FPGA器件产生控制信号及数据信号，经DAC0832和TL082转换产生以下波形：1)正斜率斜波；2)正弦波；3)锯齿波；4)任意波形。
用示波器观察输出波形。
硬件电路内容和要求：用DAC0832实现数模转换电路，用TLC082实现电流－电压转换电路，画出电路原理图。
软件设计内容和要求：VHDL编程实现任意波形的信号控制器。
要求可以用开关切换不同的波形数据输出。
1.2题目分析VHDL语言是随着集成电路系统化和高度集成化的发展而逐步发展起来的，是一种用于数字系统的设计和测试的硬件描述语言。
相比传统的电路系统的设计方法，VHDL具有多层次描述系统硬件功能的能力，支持自顶向下和基于库的设计的特点，因此设计者可以不必了解硬件结构。
从系统设计入手，在顶层进行系统方框图的划分和结构设计，在方框图一级用VHDL对电路的行为进行描述，并进行仿真和纠错，然后在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，下载到具体的CPLD器件中去，从而实现可编程的专用集成电路（ASIC）的设计。
在本次课程设计中，函数发生器的设计采用自顶向下的系统设计的方法，通过MAX+plusⅡ开发环境进行编辑、综合、波形仿真，并下载到CPLD器件中，采用模块化的设计，对功能的修改和增加，只要修改VHDL源程序，而不必更改硬件电路。
实现数字系统硬件的软件化。
任意信号发生器体现在它能选择输出四个波形，即正斜率斜波、正弦波、锯齿波、任意波形；还可以改变波形的某些表征参量，从而控制输出的波形。
其主要问题是波形的选择和准备与输出的模拟信号波形相对应的数字信号，前者可以通过外接开关从而选择输出什么样的波形，后者可以通过建立相应波形的数字信号模块得到，然后建立一个信号，用来保存所采点的数据，最后把该信号送给ADC0832的输入数据端口就可以了。
这两个主要问题当然在做的过程中还需要考虑到数据的选择、位宽的大小、管脚的取舍等问题。
初识任意波形发生器
初识任意波形发生器方浩深圳市鼎阳科技有限公司初识任意波形发生器在产品调试的过程中，大多数的电路需要输入某种幅度随时间变化的信号，在这样的应用场景中，一个完整的测试测量系统一般会包含激励源，被测件和采集仪器三个部分。
采集仪器通常使用的是示波器和逻辑分析仪，而信号源在系统中则扮演了激励源的角色，任意波形发生器就是种类众多的信号源中的一种，在电子测试测量领域应用广泛。
信号源何时诞生？经历了怎样的发展历程？信号源是一种古老的测试测量仪器，伴随着整个仪器的发展周期，世界上第一台信号源诞生于20世纪20年代。
随着通信和雷达技术的发展，20世纪40年代出现了主要用于测试各种接收机的标准信号发生器，使信号源的应用范畴从定性分析演进到了定量分析的范畴，同一时期还出现了可用作脉冲调制器的脉冲信号发生器。
早期的信号源机械结构复杂，功率较大，电路比较简单，发展速度非常慢。
这种窘境直到1964年世界上出现了第一台全晶体管的信号源之后才得到改观。
此后出现了函数发生器，扫频信号发生器，合成信号发生器，程控信号发生器等新种类，信号源的各项指标都得到了大幅提高。
但是采用模拟电子技术的信号源由分立器件或模拟集成电路构成，不仅电路结构复杂，而且只能产生种类非常有限的简单波形。
更令人头疼的是，模拟电路的漂移较大，使得信号源输出波形的幅度稳定性很差。
自从70年代微处理器出现以后，利用微处理器和DAC可以使得信号源的功能进一步扩大，能够产生比较复杂的波形。
但是，这种方案有一个很严重的缺陷：输出波形的频率低主要是由CPU的工作频率决定的，这就意味着只能通过缩短软件执行时间或提高CPU的时钟频率来提高信号源输出波形的频率，具有很大的局限性。
发展到今天，市面上的信号源大多基于数字技术，许多信号源既可以输出模拟信号又可以输出数字信号，但是在真正高效的方案中，往往都是选择根据具体的应用环境优化过的信号源，因此也派生出了多种不同类型的信号源。
时下的信号源有哪些类型？广义上，根据信号源的应用范畴可以分为两类，数字应用信号源和模拟应用信号源。
基于DDS技术的任意波形发生器
基于DDS技术的任意波形发生器河南城建学院本科毕业设计概述 1 概述选题意义任意波形发生器是信号源的一种，它具有信号源所有的特点。
我们传统都认为信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号(各种波形)，然后用其它仪表测量感兴趣的参数。
可见信号源在电子实验和测试处理中，并不测量任何参数而是根据使用者的要求仿真各种测试信号，提供给被测电路，以达到测试的需要。
信号源有很多种，包括正弦波信号源，函数发生器、脉冲发生器、扫描发生器、任意波形发生器、合成信号源等。
一般来讲任意波形发生器，是一种特殊的信号源，综合具有其它信号源波形生成能力，因而适合各种仿真实验的需要。
1).函数功能，仿真基础实验室设计人员的环境函数信号源是使用最广的通用信号源，它能提供正弦波、锯齿波、方波、脉冲串等波形，有的还同时具有调制和扫描能力，众所周知，在我们的基础实验中(如大学电子实验室、科研机构研究实验室、工厂开发实验室等)，我们设计了一种电路，需要验证其可靠性与稳定性，就需要给它施加理想中的波形以辨别真伪。
总之利用任意波形发生器这方面的基础功能，能仿真基础实验室所必须的信号。
2).任意波形，仿真模拟更复杂的信号要求众所周知，在我们实际的电子环境所设计的电路在运行中，于各种干扰和响应的存在，实际电路往往存在各种信号缺陷和瞬变信号，例如过脉冲、尖峰、阻尼瞬变、频率突变等(见图1-1，图1-2)，这些情况的发生，如在设计之初没有考虑进去，有的将会产生灾难性后果。
例如图1中的a处过尖峰脉冲，如果给一个抗冲能力差的电路，将可能会导致整个设备“烧坏”。
确认电路对这样一个状况敏感的程度，我们可以避免不必要的损失，该方面的要求在航天、军事、铁路和一些情况比较复杂的重要领域尤其重要。
于任意波形发生器特殊的功能，为了增强任意波形生成能力，它可以依赖计算机通讯输出波形数据。
在计算机传输中，可以通过专用的波形编辑软件生成波形，有利于扩充仪器的能力，更进一步仿真模拟实验。
任意波形发生器等同于仿真利器 任意波形发生器不等于函数信号发生器
任意波形发生器等同于仿真利器任意波形发生器不等于函数信号发生器对于波形发生器，很多朋友存在一定误解。
有诸多朋友无法分辨任意波形发生器和函数信号发生器，缘由在于大家对任意波形发生器缺乏正确理解。
本文将为大家介绍任意波形发生器和函数信号发生器，并阐明任意波形发生器是仿真实验的最佳仪器的原因，一起来了解下吧。
一、函数信号发生器信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器，而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。
众所周知，数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比(S/N)均优于模拟，其锁相环( PLL)的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动(phase Jitter)及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但毕竟是数字式信号源，数字电路与模拟电路之间的干扰，始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器。
谈及模拟式函数信号源，结构图如下：这是通用模拟式函数信号发生器的结构，是以三角波产生电路为基础经二极管所构成的正弦波整型电路产生正弦波，同时经由比较器的比较产生方波。
而三角波是如何产生的，公式如下：换句话说，如果以恒流源对电容充电，即可产生正斜率的斜波。
同理，右以恒流源将储存在电容上的电荷放电即产生负斜率的斜波，电路结构如下：当I1 =I2时，即可产生对称的三角波，如果I1 》》I2，此时即产生负斜率的锯齿波，同理I1 《《I2即产生正斜率锯齿波。
再如图二所示，开关SW1的选择即可让充电速度呈倍数改变，也就是改变信号的频率，这也就是信号源面板上频率档的选择开关。
同样的同步地改变I1及I2，也可以改变频率，这也就是信号源上调整频率的电位器，只不过需要简单地将原本是电压信号转成电流而已。
而在占空比调整上的设计有下列两种思路：1、频率(周期)不变，脉宽改变，其方法如下：改变电平的幅度，亦即改变方波产生电路比较器的参考幅度，即可达到改变脉宽而频率不变的特性，但其最主要的缺点是占空比一般无法调到20%以下，导致在采样电路实验时，对瞬时信号所采集出来的信号有所变动，如果要将此信号用来作模数(A/D)转换，那么得到的数字信号就发生变动而无所适从。
任意波形发生器介绍
（4）外部采样时钟输入
时钟指标主要包括：
输出电平/幅度、频率、阻抗、准确度、分辨力
输入电平/幅度范围、频率、阻抗
时钟源
3、（1）同步/marker输出（通道独立）
输出频率范围、频率分辨力、频率准确度、阻抗、电平/幅度范围、电平
准确度、电平分辨力、输出阻抗
（2）外部触发输入（通道共用）
d）显示模块（一般为台式仪器特有，有些模块化仪器也提供VGA接口，
支持外接显示器的功能）
2）任意波形合成模块
a）时钟发生模块
在参考时钟（一般为10MHz,其准确度决定了采样时钟及输出频率 的准确度）的作用下，产生波形DAC模块所需的采样时钟。如果为
DDFS架构，采样时钟为固定频率，如果为DDWS架构，采样时钟 为可变频率。
f）加偏模块
一、任意波形发生器的接口及指标
1、主输出：波形信号的输出
主要指标包括：
工作模式：连续、触发、门控、序列
输出特性：
输出样式：单端或差分
输出阻抗：50欧姆或75欧姆
输出幅度范围、分辨力、准确度
输出偏移范围、分辨力、准确度
输出波形种类、频率范围、频率准确度
输出正弦信号谐波失真、非谐波失真、SFDR、相位噪声
产生内部调制时所需的调制波形数据(调频、调幅、调相和SWEEP
需要丿
对外部调制源送入的调制信号通过ADC进行采样，采样后产生相应
的调制波形数据
进行调制源选择
产生Burst调制所需的清零控制信号
g)触发模块
产生内部触发信号
对触发信号进行触发极性选择
进行触发源选择
h)同步Marker模块
产生同步Marker数字信号
任意波形发生器工作原理
任意波形发生器工作原理
任意波形发生器的用途越来越广泛，因为它具备比较灵活的信号产生能力。
图1 N6030A任意波形发生器原理框图
图1是典型的Agilent N6030A/N8241A高性能任意波形发生器的原理框图。
任意波形发生器主要包括如下几个部分：
1）FPGA：把存在SRAM里的用软件产生的波形输入到DAC器件；
2）DAC：最关键的器件，决定整个任意波形发生器的性能；
3）信号调理：对输出的信号进行调理，包括：滤波，增益控制，偏置控制等；
4）对外接口：包括软件编程接口，触发接口，数字输出接口等。
基于单片机的任意波形发生器的设计.doc
基于单片机的任意波形发生器的设计.1 绪论在当今这个时代人们的生活水平不断提高，而产生方波、正弦波、三角波等波形的发生器存在一定的缺陷，现在我们应该需要一种能产生任意波形的发生器，它不单能产生传统的波形，还能输出它的频率、周期等功能，并且它的分辨率要求也是比较高的，还能清晰的看出波形图的幅值跟频率。
因此，本设计中的信号发生模块选择AD9833,主控制器选择STC89C52单片机来实现，这些芯片就能完成了任意信号发生器的设计了。
1.1 课题背景及意义在最近几年出现了一个能产生任意波形信号源的发生器，这就是任意波形发生器。
任意波形发生器比之前的波形发生器还利用了数模转化和微处理器等功能。
任意波形发生器能够根据人们的要求显示出不同的波形，其中波形的周期也是可以变化的。
它也可以产生一般发生器显示的波形，比如方波，三角波，正弦波等稳定周期的波形。
伴随着人类的进步，在工业上、电子上的发展不断加快，使人们对信号需要更深透的理解。
通信的发展都需要不同的信号来测试，在研究生物学领域的时候，也要接触脑波信号跟神经信号等电信号。
所以，任意信号发生器部分的信号源是由自动化部分的系统跟较少的测试方案一起组成的。
这种发生器的发展越来越快，在电学跟非电学领域中发展也很快。
目前，大多数仪器设备开始朝着低功耗、便携式、智能化和多功能方向发展。
大多数新型的函数信号发生器都不再采用分立元件的方法，主要是因为采用分立元件制作的信号发生器的功耗较大，并且最终实现设计的体积也非常的大，此外这些信号发生器输出频率稳定度和精度都较差。
DDS技术的出现为智能化、高精度和高稳定度的信号发生器的设计奠定了基础。
DDS技术是一种全数字频率合成技术。
它是利用一段数据链来通过数模转换而产生之前所确定的一个模拟信号，原因是它没有锁相环跟震荡元件的环节。
为了能使显示出来的信号频率与它的转换速度为准确的，这就得需要将它的方法跟理论结合起来，才能确保它的功能正常工作。
任意波形发生器 原理
任意波形发生器原理任意波形发生器是一种能够产生各种任意波形信号的测试仪器。
它具有广泛的应用范围，可以在电子测试、音频测试、通信系统仿真和研究等领域中发挥重要作用。
任意波形发生器的主要原理是采用数字信号处理技术，并结合数字模拟转换技术来生成各种复杂波形信号。
任意波形发生器的核心部件是数字信号处理器（DSP)。
DSP能够对数字信号进行数学运算和处理，通过对数字信号的运算和改变，可以得到不同形状的波形信号。
采用DSP可以方便地控制波形的频率、幅值、相位和形状等参数，因此可以生成任意复杂的波形信号。
除了数字信号处理器，任意波形发生器还需要数字模拟转换器（DAC）来将数字信号转换成模拟信号输出。
DAC将数字信号的离散值通过重构滤波器重新恢复为连续的模拟波形信号。
DAC的分辨率和采样率对于生成高质量的任意波形信号非常重要。
任意波形发生器的数字信号处理部分由控制器或计算机负责控制。
用户可以通过界面、键盘或计算机软件来设定波形的各种参数，如频率、幅值、相位和形状等。
控制器通过与DAC和其它辅助电路的协调工作，将用户设置的参数转化为相应的数字信号，并通过DAC输出为模拟波形信号。
任意波形发生器的关键技术之一是数字信号处理技术，包括对波形进行数字化采样、数学运算和滤波等处理。
数字化采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
在采样过程中，经过模拟-数字转换器将模拟的波形信号转换为数字形式，并以一定的采样率进行采样。
高采样率可以有效地保留波形的高频信息，提高信号的还原度。
数学运算包括对数字信号进行运算和处理，以得到期望的波形信号。
滤波器用于对数字信号进行降噪处理和频率补偿，以提高输出信号的质量。
任意波形发生器的另一个重要技术是数字模拟转换技术。
DAC将数字信号转换为模拟信号的过程需要经过重构滤波器。
重构滤波器能够对数字信号进行滤波处理和插值运算，以保证生成的模拟波形信号质量良好。
高分辨率的DAC可以提高信号的精度和分辨率，满足更高要求下的信号生成。
任意波形发生器介绍
1、什么是任意波形发生器，与函数发生器的区别，如何产生任意波形信号，“任意”如何理解2、任意波形发生器的基本原理答：以DDS技术为基础，通过改变DDS中的查找表的数据，来实现任意波形。
根据所采用DDS的结构不同，采用DDFS结构的叫做函数/任意波形发生器，以Agilent的33250和Tektronix的AFG3000系列为典型代表，采用DDWS 结构的叫做任意波形发生器，以Tektronix的AWG5000和AWG7000系列为代表3、任意波形发生器的形式答：大体上分为两种——台式仪器和模块式仪器，台式仪器如Agilent的33250，33120，tektronix的AFG和AWG系列等，模块化仪器包括VXI、PXI、cPCI、LXI（部分LXI模块也提供键盘、显示，可划归为台式仪器）、USB接口模块仪器等4、任意波形发生器的结构，每部分的作用，完成的功能，以及相应的对外接口信号？答：主要包括CPU模块、任意波形合成模块、模拟通道、电源四大组成部分1）CPU模块a)主控制器（包括单片机、ARM嵌入式处理器、PC机等，有板载CPU和非板载CPU之分，如台式仪器、VXI模块是板载CPU，而PXI模块是非板载CPU）b)键盘模块（台式仪器所特有，包括功能键、数字键以及飞梭）c)程控接口模块（一般为台式仪器特有，包括USB，LAN，GPIB，RS232等）d)显示模块（一般为台式仪器特有，有些模块化仪器也提供VGA接口，支持外接显示器的功能）2）任意波形合成模块a)时钟发生模块●在参考时钟（一般为10MHz，其准确度决定了采样时钟及输出频率的准确度）的作用下，产生波形DAC模块所需的采样时钟。
如果为DDFS架构，采样时钟为固定频率，如果为DDWS架构，采样时钟为可变频率。
●提供外部参考时钟和内部参考时钟的切换功能（有两种方法，一种是参考时钟内外源自动切换，当有外部参考时钟接入时，自动切换到外部参考时钟；一种是手动切换，并且当外部参考时钟超过一定范围时，自动切换到内部参考时钟）●提供内/外部采样时钟的切换功能（不是所有的仪器都有，一般在高档仪器上才有）●提供仪器内部所需的一些时钟信号，如调制模块中ADC所需的采样时钟、触发模块中所需的触发信号产生器的计数时钟等思考：1、为什么要提供外部采样时钟，作用是什么？2、如何用参考时钟产生采样时钟？方法有哪些？b)地址产生模块——产生波形存储器模块所需的寻址信号●累加器模块——对送入的频率控制字进行累加操作，产生相应的寻址信号；累加器模块应提供清零信号输入，通过控制清零信号，可产生Burst调制波形输出●相位加法器模块●频率控制字生成模块——产生累加器所需的频率控制字，可实现调频、扫频、FSK调制●相位控制字生成模块——产生相位加法器所需的相位控制字，可实现调相、PSK调制●地址位数选择模块——选择输出地址的位数，一般来说，当任意波形发生器工作在函数模式时，地址位数选择为16位，有利于在保证波形质量的前提下提供切换速度；当工作在任意波形模式时，将提供最大的地址输出能力（视存储容量而定）c)存储器模块●存储器（目前一般采用ZBT SRAM，也有采用DDR SDRAM，QDRSRAM或异步SRAM的），根据所要实现的采样率不同，也分为单片存储器和多存储器并行两种模式，具体参见多存储器并行任意波形合成技术●存储器管理模块——负责管理存储器地址线、数据线、读、写、片选等，注意任意波形的工作过程，1、由CPU将所需的波形数据写入波形存储器中，此时，存储器的地址、数据、写、片选都由CPU提供，读信号无效；2、地址产生模块提供地址信号连续读取存储器的波形数据，此时，存储器的地址由地址产生模块提供，读、片选均应一直使能，写信号无效，读取的数据送数据合成模块d)数据合成模块●对存储器传入的波形数据进行处理后传送给波形DAC模块●处理包括调幅、数据插值（并串转换）等e)波形DAC模块f)调制模块●产生内部调制时所需的调制波形数据（调频、调幅、调相和SWEEP需要）●对外部调制源送入的调制信号通过ADC进行采样，采样后产生相应的调制波形数据●进行调制源选择●产生Burst调制所需的清零控制信号g)触发模块●产生内部触发信号●对触发信号进行触发极性选择●进行触发源选择h)同步Marker模块●产生同步Marker数字信号●对产生的Marker数字信号进行幅度控制等i)方波产生模块●在Stratix3及其以上的器件中实现，通过数字的方法产生占空比精密可调的方波信号、脉宽精密可调的脉冲信号以及PWM调制波形信号3）模拟通道模块（根据模拟输出的指标不同而略有区别）a)滤波器模块b)脉冲沿调整模块c)幅度控制模块d)衰减模块e)放大模块f)加偏模块一、任意波形发生器的接口及指标1、主输出：波形信号的输出主要指标包括：工作模式：连续、触发、门控、序列输出特性：输出样式：单端或差分输出阻抗：50欧姆或75欧姆输出幅度范围、分辨力、准确度输出偏移范围、分辨力、准确度输出波形种类、频率范围、频率准确度输出正弦信号谐波失真、非谐波失真、SFDR、相位噪声方波上升、下降时间、占空比、过冲调制波形种类以及调制的参数（具体在调制部分再介绍）DAC垂直分辨位数存储深度2、时钟电路部分（通道共用）（1）内部参考输出：输出仪器内部晶振产生的参考时钟信号，该信号可用于同步多台任意波形发生器，或同步任意波形发生器和其它仪器。
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任意波形发生器工作原理
任意波形发生器的用途越来越广泛，因为它具备比较灵活的信号产生能力。
图1 N6030A任意波形发生器原理框图
图1是典型的Agilent N6030A/N8241A高性能任意波形发生器的原理框图。
任意波形发生器主要包括如下几个部分：
1）FPGA：把存在SRAM里的用软件产生的波形输入到DAC器件；
2）DAC：最关键的器件，决定整个任意波形发生器的性能；
3）信号调理：对输出的信号进行调理，包括：滤波，增益控制，偏置控制等；
4）对外接口：包括软件编程接口，触发接口，数字输出接口等。