安捷伦函数发生器使用详解.doc

如何使用安捷论函数信号发生器（上） (原载无线电杂志07年第四期，因版面所限，现将“如何使用安捷伦函数信号发生器”详细原稿分上、下两部分登在网站上供读者学习) 在电子仿真软件MultiSIM 9的虚拟仪器工具条中，有三台跨国公司安捷伦仪器虚拟仪器，其中的安捷伦函数信号发生器由于功能多，操作比较复杂，在此对它的设置和使用方法作比较详细地介绍，以飨读者。 虚拟安捷伦函数信号发生器的面板各按钮、旋钮和输入、输出端口等被设计成和实物安捷伦函数信号发生器面板一模一样，这使我们坐在电脑前就能享受到在实验室操作高级仪器的愉悦，且无损坏仪器的担忧。图1是电子仿真软件MultiSIM 9中的虚拟安捷伦函数信号发生器面板图及各按钮的功能说明，它的型号是Agilent33120A，频宽为15MHz，不仅能产生一般的正弦波、方波、三角波和锯齿波，而且还能产生按指上升或下降的波形等一些特殊的波形，并且还可以由8256点描述的任意波形。 图1 下面结合几个具体例子介绍虚拟函数信号发生器Agilent 33120A的用法： 一、选择波形和设置幅度操作： 按下“电源开关”(Power)按钮，屏幕默认显示正弦波幅值100.0mVpp，见图1所示，且百位数“1”处于跳动状态，见鼠标箭头所指。这时可以按“单位输入”的“”、“”按钮逐步调整你所需要的正弦波百位数的幅度大小(注：面板上 “单位输入”的上、下、左、右箭头和键盘上的上、下、左、右箭头通用，操作效果一样。)；第二种方法是直接按键盘上的数字键，可以改变处于跳动位的数值；第三种方法是用鼠标按住“调节旋钮”作快速调整，顺时针增大，反之减小，适用大范围改变数据。百位数据调好后，按“单位输入”的“” 按钮，只要其它位的数字处于跳动状态，即可对该位数字实施上述调整；同样可以按“”使“mVpp”跳动，配合“”、“”按钮或“调节旋钮”设置正弦波幅值单位大小，但只能在100mVpp、1.000Vpp和10.00Vpp三者之间选择。按下“波形频率”(Freq)按钮，见图2中鼠标手指所指，屏幕默认显示正弦波频率为“1.0000000KHz”，且个位数“1”处于跳动状态，这时可以对正弦波的频率进行调整，调整方法和上述完全一样，不再赘述。若要选择波形只要分别用鼠标按下“方波”、“三角波”、“锯齿波”等按钮即可，并会在“KHz”右旁有相应的波形标志出现。 图2二、设置调幅波和调频波： 1、在屏幕默认显示正弦波频率为“1.0000000KHz”的界面下，先按面板上的“功能切换”(Shift)键，再按“(调幅)”按钮，则屏幕下方出现“AM”字样，如图3鼠标箭头所指。这时可以选择调幅波的载频频率，只要频率位处于跳动状态即可以对它进设置，方法同上所述，这里我们举例将载频频率设置成2.0000000KHz。 图3 2、确定好载波频率后，再按“幅度”(Ampl)按钮，可以设置载波频率的幅度，这里我们举例将载频幅度设置成1.000Vpp，屏幕显示如图4所示。 图4 3、载波频率和幅度设置好后，点击“波形频率”(Freq)按钮，回到图3界面。先按“功能切换”(Shift)键，再按“波形频率”(Freq)按钮，可以设置调制波的频率，这里举例将调制波的频率设置成500.0Hz，屏幕显示如图5所示。 图5 4、将调制波的频率设置好后，点击“幅度”(Ampl)按钮，这里举例将调制波的幅度设置成500.0mVpp，屏幕显示如图6所示。以上调幅波的各参数都设置完成后，点击“回车键”(Enter)按钮，将以上设置的数据保存起来。 图6 5、关闭虚拟函数信号发生器Agilent 33120A面板，在电子仿真软件MultiSIM 9电子平台上调出虚拟示波器并按图7(左侧)电路连好，打开仿真开关，双击虚拟示波器“XSC1”图标，打开它的放大面板，可以看到刚才设置的载波频率为2.0000000KHz、幅度为1.000Vpp；调制信号为500.0Hz、调制信号幅度为500.0mVpp的调幅波形如图7所示，图中各栏设置参阅图中所示。 图7 6、按“波形频率”(Freq)按钮，仪器恢复如图2所示显示默认频率，先按一下“功能切换”(Shift)按钮，再按(调频)按钮，屏幕下方出现“FM”字样，见图8中鼠标箭头所指。调整设置调频载波方法同上述介绍方法一样，不再重复，这里我们不妨将调频载波设置成8.0000000KHz如图8所示。 图8 7、再按“幅度”(Ampl)按钮，见鼠标手指所指，仍和上面4点图6介绍方法一样可以对调频载波的幅度进行设置，在此，我们不妨将调频载波的幅度设置成1.000Vpp如图9所示。 图9 8、先按“功能切换”(Shift)按钮，再按“波形频率”(Freq)按钮，这时候是对调频波的调制信号进行设置，这里不妨将它设置成3.000KHz如图10所示。 图10 9、仍先按“功能切换”(Shift)按钮，再按“幅度”(Ampl)按钮，这时候是对调频波的调制信号角频偏进行设置，这里不妨将它设置成4.0000000KHz如图11所示。以上对调频波各项参数设置完成后，按“回车键”，将设置内容保存起来，关闭函数信号发生器放大面板。 图11 10、按图12(左侧)连好仿真电路，打开仿真开关，双击虚拟示波器图标，从放大面板的屏幕上我们可以看到调频波形，放大面板各栏参数设置参阅图中所示。 图12三、设置和产生扫描信号： 将虚拟函数信号发生器Agilent 33120A设置好某一段频率范围的扫描信号，从放大器的输入端输入，可以测出该放大器的幅频特性。1、先按“功能切换”(Shift)按钮，再按“(扫描)”(Sweep)按钮，这时屏幕下方有“Swp”字样出现，如图13鼠标箭头所指。 图13 2、按“波形频率”(Freq)按钮可以调节输出波形频率；按“幅度”(Ampl) 按钮可以调节输出波形幅度大小，方法同前。这里选输出波形频率为3.0000000KHz、幅度为1.000Vpp。 3、输出波形频率和幅度调好后，先按“功能切换”(Shift) 按钮，再按“回车键”(Enter)，屏幕先显示“MENUS”字样并很快消失，显示“A: MOD MENU”字样，按键盘上的“”键，“A:”变成“B: SMP MENU” 字样，并且“B:” 字样在闪烁，如图13所示；再按键盘上的“”键，屏幕先显示“COMMANDS”字样并很快消失，显示“1: START F”字样，并且“1:” 字样在闪烁，再按键盘上的“”键，屏幕先显示“PAMAMETER”字样并很快消失，显示“100.00000Hz”字样，并且“” 符号和屏幕下方“Swp”字样交替闪烁，这时就可以对输出扫描信号的起始频率进行设置了，按键盘上的“”键，频率的百位数处于闪烁状，这里不妨将输出扫描信号的起始频率设置成400.00000Hz，如图15所示，设置好后按“回车键”(Enter)将设置值保存起来。 图14 图15 4、第二步设置扫描结束频率，先按“功能切换”(Shift) 按钮，再按“回车键”(Enter)，屏幕先显示“MENUS”字样并很快消失，显示“A: MOD MENU”字样，按键盘上的“”键，“A:”变成“B: SWP MENU” 字样，并且“B:” 字样在闪烁，再按键盘上的“”键，屏幕先显示“COMMANDS”字样并很快消失，仍显示“1: START F”字样，并且“1:” 字样在闪烁，按键盘上的“”键，屏幕显示“2: STOP F”字样并且“2:” 字样在闪烁，如图16所示；再按键盘上的“”键，屏幕先显示“PAMAMETER” 字样并很快消失，显示“1.0000000KHz”字样，并且“” 字样和屏幕下方“Swp”交替闪烁，这时就可以对输出扫描信号的结束频率进行设置了，按键盘上的“”键，“1”数字处于闪烁状，这里不妨将输出扫描信号的结束频率设置成3.0000000KHz，如图17所示，设置好后按“回车键”(Enter)将设置值保存起来。 图16 图17 5、第三步设置扫描时间，先按“功能切换”(Shift) 按钮，再按“回车键”(Enter)，屏幕先显示“MENUS”字样并很快消失，显示“A: MOD MENU”字样，按键盘上的“”键，“A:”变成“B: SWP MENU” 字样，并且“B:” 字样在闪烁，再按键盘上的“”键，屏幕先显示“COMMANDS”字样并很快消失，仍显示“1: START F”字样，并且“1:” 字样在闪烁，连按键盘上的“”键两次，屏幕显示“3: SWP TIEM”字样并且“3:” 字样在闪烁，如图18所示；再按键盘上的“”键，屏幕先显示“PAMAMETER” 字样并很快消失，显示“100.0000mS”字样，并且“” 符号和屏幕下方“Swp”字样交替闪烁，这时就可以对扫描时间进行设置了，按键盘上的“”键，“1”数字处于闪烁状，用鼠标按住屏幕右侧大圆旋钮左右转动，可以设置扫描时间。这里不妨将扫描时间设置成50.00000mS，如图19所示，设置好后按“回车键”(Enter)将设置值保存起来。 图18 图19 6、第四步设置扫描方式为线性扫描。先按“功能切换”(Shift) 按钮，再按“回车键”(Enter)，屏幕先显示“MENUS”字样并很快消失，显示“A: MOD MENU”字样，按键盘上的“”键，“A:”变成“B: SWP MENU” 字样，并且“B:” 字样在闪烁，再按键盘上的“”键，屏幕先显示“COMMANDS”字样并很快消失，仍显示“1: START F”字样，并且“1:” 字样在闪烁，连按键盘上的“”键三次，屏幕显示“4: SWP MENU”字样并且“4:” 字样在闪烁，再按键盘上的“”键，屏幕先显示“PAMAMETER” 字样并很快消失，显示“LOG”字样，再按键盘上的“”键，屏幕显示“LINEAR”如图20所示。最后按“回车键”(Enter)将设置保存起来，关闭Agilent函数信号发生器放大面板。 图20 7、按图21(左侧)连好仿真电路，打开仿真开关，双击虚拟示波器图标，从放大面板的屏幕上我们可以看到刚才设置的扫描信号波形，放大面板各栏参数设置参阅图中所示。图21如何使用安捷论函数信号发生器(下) 黄培根 (原载无线电杂志07年第四期，因版面所限，现将“如何使用安捷伦函数信号发生器”详细原稿分上、下两部分登在网站上供读者学习) 上期介绍了安捷伦函数信号发生器产生调幅、调频和扫描信号的功能，这期再介绍如何用安捷伦函数信号发生器产生特殊信号波形及产生任意信号波形的方法。这里的特殊函数以负斜波函数信号波形和指数函数信号波形为例；任意函数以阶梯波信号为例作介绍。一、设置负斜波函数信号波形： 为便于讲述和读者阅读，仍将安捷伦函数信号发生器Agilent 33120A面板图复制如下。 图1 1、打开仪器电源开关，屏幕显示幅度默认设置值100.0mVpp，且数字“1”处于闪烁状如图1所示。先点击“功能切换”(Shift)按钮，再点击“任意波”(Arb) 按钮，屏幕显示“SINC ”如图2所示。 图2 2、按键盘上的“”键，屏幕显示“NEG_RAMP ”如图3所示，点击“回车键”(Enter) 按钮，将上述设置的负斜波函数类型被保存。“NEG”是“负的”意思；斜波信号的英文是“ramp signal”。 图 3 3、先点击“功能切换”(Shift)按钮，再连续点击“任意波”(Arb)按钮两下，屏幕由原显示的“NEG_RAMP ”变成显示“NEG_RAMP Arb”如图4所示，这样，函数信号发生器Agilent 33120A就选定了负斜波函数模式。 图4 4、再点击“波形频率”(Freq)按钮，设置负斜波频率为2.0000000KHzArb，如图5所示；然后点击“幅度”(Ampl)按钮，设置负斜波幅度为2.000VppArb，如图6所示。 图5 图6 5、按图7左侧图调出虚拟示波器连好仿真电路，打开仿真开关，双击虚拟示波器图标，从虚拟示波器放大面板屏幕上可以看到上述设置的负斜波信号波形如图7右侧所示，示波器放大面板各栏数据参阅图中设置。 图7二、设置指数函数信号波形： 1、打开仪器电源开关，屏幕显示幅度默认设置值100.0mVpp，先点击“功能切换”(Shift) 按钮，再点击“任意波”(Arb) 按钮，屏幕同样显示“SINC ”如上图2所示。连按键盘上“”键两次，屏幕显示“EXP_RISE ”如图8所示，再点击“回车键”(Enter)按钮，将设置的函数类型保存。屏幕显示回到幅度默认设置值100.0mVpp。 图8 2、再点击“功能切换”(Shift)按钮，并连续点击“任意波”(Arb)按钮两下，屏幕由原显示的“EXP_RISE ”变成显示“EXP_RISE Arb”，再按键盘上“”键一次，则屏幕显示“EXP_FALL Arb”如图9所示，这样函数信号发生器Agilent 33120A就选择了下降指数函数模式，“EXP”是函数的意思；“FALL”表示下降 (注：如果要选择上升指数函数模式，屏幕显示“EXP_RISE Arb”就可以了，“RISE”表示上升，) 。 图9 3、选择上升指数函数的频率和幅度方法同设置负斜波信号中的第4点完全一样，这里不再重述。假若我们选定的频率和幅度为3KHz和1.5Vpp。 4、按图10左侧调出虚拟示波器连好仿真电路，打开仿真开关，双击虚拟示波器图标，从示波器放大面板屏幕上可以看到上述设置的下降指数函数信号波形如图10右侧所示，示波器放大面板各栏设置参阅图中。(上升指数函数信号波形的设置，读者可以参照上述方法和步骤自己去设计。) 图10三、设置任意函数信号波形： 设置任意函数信号波形需要分两步进行：第一步编辑菜单是关键；第二步是设置任意函数信号波形的输出。下面以设置一个10级阶梯波信号为例说明设计方法和步骤。 1、编辑菜单： (1) 打开仪器电源开关，屏幕显示幅度默认设置值100.0mVpp，先点击“功能切换”(Shift)按钮，再点击“回车键”(Enter)按钮，屏幕先显示“MENUS”并很快消失，然后显示“A：MOD MENU”如图11所示，且“A：”处于闪烁状。 图11 (2) 点击面板上“”按钮两次，屏幕显示“C：EDIT MENU”如图12所示，且“C：”处于闪烁状。 图12 (3) 点击面板上“”按钮，屏幕显示“COMMANDS”字样并很快消失，屏幕显示“1：NEW ARB”且“1：”处于闪烁状。此处表示创建一个新的任意(Arbitrary)函数波形，如图13所示。点击面板上“”按钮，屏幕显示“PAMAMETER” 字样并很快消失，屏幕显示“CLEAR MEM Arb”如图14所示，再点击“回车键”(Enter)，屏幕显示“SAVED”字样并很快消失，表示设置已被保存。 图13 图1 4 (4) 上述保存设置后，屏幕回到图13显示状态，点击面板上“”按钮，屏幕显示“2：POINTS”字样，且“2：”字样处于闪烁状，如图15所示，点击“”按钮，屏幕显示PAMAMETER字样，并很快消失，屏幕显示“008 PNTS Arb”，且符号“”和右上角字母“Arb”交替闪烁，如图16所示。 图15 图1 6 (5) 点击面板上“”按钮，屏幕显示“008 PNTS Arb”字样，且“0”字样和右上角字母“Arb”交替闪烁，点击面板上“”按钮，使十位数字和个位数字先后处于闪烁状，配合键盘上的数字键输入，将屏幕显示设成“025 PNTS”，表示设置的10级阶梯波上需要024共25个采集点，如图17所示，最后点击面板上“回车键”(Enter)按钮，将以上设置保存。 图1 7 (6) 面板屏幕显示回到图1初始状态，点击面板上“功能切换”(Shift)按钮，再点击面板上的“”按钮，屏幕显示“3：LINE EDIT”字样，再点击面板上“”按钮，屏幕显示PAMAMETER字样，并很快消失，屏幕显示“000：0.0000 Arb”，且符号“”和右上角字母“Arb”交替闪烁，如图18所示。 图1 8 (7) 下面要对25个采集点进行逐个设置，10级阶梯波及25个取样点如图19所示。图18屏幕显示的“000：0.0000”中：前3个0，为采样点编号，共可设置999个采样点；符号“”可以通过点击面板上的“”按钮设置成“”号；后面的“0.0000”，可以通过点击面板上的“”按钮，使每一位激活处于闪烁状，并通过键盘上的数字键输入数据，输入数据范围在-1+1之间。初始时，屏幕显示的“000：0.0000 Arb”中符号“”和右上角“Arb”交替闪烁，点击面板上的“”按钮，符号“”变成“”号，且个位的“0”变成闪烁状，然后点击面板上的“”按钮，使十分之一位的“0”变成闪烁状，通过键盘上的数字键输入数据“5”，屏幕显示的“000：-0.5000 Arb”，这就是第一个取样点0的设置，如图20所示，点击“回车键”(Enter)将它保存起来；屏幕自动进入下一个取样点的设置，显示“001：0.0000 Arb”，且符号“”和右上角“Arb”交替闪烁，图19中取样点1、2和3的设置和取样点0的设置完全相同，不再重述。再举取样点18和19的设置，当设置完取样点17后，屏幕自动进入下一个取样点的设置，显示“018：0.0000 Arb”，且符号“”和右上角“Arb”交替闪烁，直接点击面板上的“”按钮，符号“”消失，个位0处于闪烁状，点击面板上的“”按钮，使十分之一位的“0”变成闪烁状，通过键盘上的数字键输入数据“3”，屏幕最终显示“018：0.3000 Arb”，如图21所示，再点击“回车键”(Enter)将它保存起来，第19个取样点的设置和第18点一样，其它各点设置可以参照上述方法和步骤进行，此处不再一一赘述。每个点设置好，不要忘记点击“回车键”(Enter)将它保存起来。 图19 图20 图21 (8) 当设置完最后一个取样点24