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如何用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生低占空比脈沖 |
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引言
如果您要表征數(shù)字器件特性，通常會(huì)用脈沖發(fā)生 器產(chǎn)生所需要的信號(hào)。但對(duì)于像微控制器這樣的低頻 應(yīng)用，您可使用較便宜的通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生低占空 比信號(hào)。
今天的通用函數(shù)發(fā)生器是有眾多功能的信號(hào)源，它 們采用直接合成的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生方案，可產(chǎn)生帶有內(nèi)置 掃描和調(diào)制的多種類型的波形和頻率。有些發(fā)生器更具 有產(chǎn)生任意波形的能力。雖然一般都具有極穩(wěn)定的頻率 和很低的失真，但并不完全適合產(chǎn)生低占空比的信號(hào)。
當(dāng)您用通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生可變占空比方波時(shí)，占 空比通常限制為 20% 至 80%，并以 1% 步進(jìn)。另一項(xiàng)限 制是函數(shù)發(fā)生器的帶寬；典型函數(shù)發(fā)生器可產(chǎn)生達(dá)15MHz 的方波。有限帶寬造成上升和下降時(shí)間約為20ns－－因此最小的脈沖寬度為 40ns。
這篇應(yīng)用指南介紹如何用通用函數(shù)／任意波形發(fā)生器的突波發(fā)生能力輸出具有擴(kuò)展時(shí)間間隔的方波，以產(chǎn)生低占空比的脈沖。
對(duì)每一步驟的說(shuō)明
您能用今天許多函數(shù)發(fā)生器都具有的突波模式能力 產(chǎn)生低占空比脈沖，從把方波的周期設(shè)置為相應(yīng)所需短 脈沖的寬度開(kāi)始。由于方波是連續(xù)的，需要有“選通” 信號(hào)的方法。我們把發(fā)生器設(shè)置為重復(fù)發(fā)送方波的一個(gè) 周期或突波，方波極低的頻率相當(dāng)于所需的脈沖間隔。
為使您清楚理解這一過(guò)程，我們以 Agilent 33120A
函數(shù)／任意波形發(fā)生器為例。在這一個(gè)例子中要每200s 產(chǎn)生一個(gè)1s 的脈沖，相應(yīng)的占空比為 0.5%。
在開(kāi)始前需要先計(jì)算具有 1s 正脈沖寬度（即 2s 周期）的方波頻率。該周期的倒數(shù)即 500kHz 的頻率。把 函數(shù)發(fā)生器輸出設(shè)置為該頻率。
由于我們的目標(biāo)是每 200s 一個(gè)脈沖突波波形，其 倒數(shù)是 5kHz 的重復(fù)率。這也稱為突波率（見(jiàn)圖 1）。
第一步，設(shè)置脈沖
首先選擇方波功能，設(shè)置脈沖的輸出幅度為 1Vpp。 接著按脈沖寬度設(shè)置相應(yīng)的頻率。按我們前面的計(jì)算，2s 周期的頻率為 500kHz（正1s，負(fù)1s）。
第二步，設(shè)置突波
按 Shift，然后按 Burst（Burst 指示器被點(diǎn)亮）選擇
33120A 的突波模式。再按 Shift 和 Recall Menu 把突波 計(jì)數(shù)設(shè)置為 1，使您能直接取顯示上的突波計(jì)數(shù)命令。
通過(guò)在菜單結(jié)構(gòu)中的往下移動(dòng)（按向下箭頭，↓），驗(yàn) 證計(jì)數(shù)確實(shí)設(shè)置為 1 。為在存儲(chǔ)器中保存此值， 按 Enter。下一步是確保 500kHz 信號(hào)中沒(méi)有任何相移，即 把突波相位設(shè)置為 0°。再次按 Shift 和 Recall Menu, 然后按向右箭頭 (>)，直到顯示中出現(xiàn)突波相位。使用 向下箭頭(↓) 把相位設(shè)置為 0°。再按 Enter 保存該值 和退出菜單。
第三步，設(shè)置突波
現(xiàn)在把突波率設(shè)置至所需要的 5kHz 頻率。再次按Shift，然后按 Recall Menu，以跳入菜單。按向右箭頭(>)直到顯示中出現(xiàn)突波率，用向下箭頭(↓)送入 5kHz值。按 Enter 保存該值。
第四步，把突波源設(shè)置為內(nèi)部
對(duì)于33120A，可通過(guò)內(nèi)部或外部觸發(fā)突波模式。在 這一案例中，我們將使用內(nèi)觸發(fā)的突波模式。對(duì)于最終 時(shí)間，按 Shift>Recall Menu，然后用向右箭頭( > )， 直到顯示中出現(xiàn)突波源。用向下箭頭(↓)驗(yàn)證突波模式 設(shè)置為 INT（內(nèi)部）。您可通過(guò)把旋鈕旋到零（只有一 個(gè)旋鈕）把它設(shè)置到 INT。再次用 Enter 保存該值。檢 查示波器上的輸出示出擴(kuò)展的標(biāo)度（圖 2 說(shuō)明如何觀 察）。您將看到讀出頻率為5kHz，脈沖寬度為 1ms，占空比為 0.5%，全都符合我們的要求。
除了方波外，您也可把這項(xiàng)技術(shù)用于其它波形。如 正弦波，三角波，甚至還能包括任意波形。還可調(diào)整任意類型脈沖的相位和偏置。
圖 2: 示波器示出 1s, 0.5% 占空比脈沖
圖 3: 用突波模式輸出低占空比的任意波形
結(jié)論
您能用這項(xiàng)技術(shù)在有突波觸發(fā)能力的通用函數(shù)發(fā)生 器上產(chǎn)生低占空比脈沖。函數(shù)發(fā)生器的頻率能力將限制 所能產(chǎn)生脈沖的寬度和可使用的重復(fù)率。但這項(xiàng)技術(shù)將 允許您用通用函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生低占空比脈沖，而不需要 求助于更昂貴的脈沖發(fā)生器。
術(shù)語(yǔ)
占空比 脈沖串高電平在總周期中所占的時(shí)間 百分?jǐn)?shù)
周期 信號(hào)重復(fù)前的時(shí)間長(zhǎng)度
脈沖寬度 脈沖在“真狀態(tài)”的時(shí)間長(zhǎng)度（脈沖可 為正或負(fù)）
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