函數(shù)發(fā)生器的功能及應(yīng)用探究

何彩霞

摘 要：本文以Agilent函數(shù)發(fā)生器為主要的研究對(duì)象，分別探討了其主要功能以及在實(shí)際工作中的應(yīng)用，以期可以對(duì)我國(guó)函數(shù)發(fā)生器的進(jìn)一步普及和應(yīng)用起到借鑒意義和促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：函數(shù)發(fā)生器；功能；應(yīng)用

在電子測(cè)量及其相關(guān)工作當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)涉及到函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用，其在很大程度上影響到了電子測(cè)量工作以及相關(guān)工作的質(zhì)量和水平。在發(fā)射臺(tái)當(dāng)中，包括著各式各樣的電子設(shè)備，特別是在日常的裝調(diào)機(jī)時(shí)、故障處理等工作當(dāng)中經(jīng)常會(huì)使用到信號(hào)發(fā)生器等相關(guān)設(shè)備【1】。信號(hào)發(fā)生器不僅僅是發(fā)射臺(tái)中標(biāo)配的基礎(chǔ)性設(shè)備之一，同時(shí)也是電子測(cè)量及其相關(guān)工作中經(jīng)常使用的設(shè)備之一。其中，函數(shù)發(fā)生器是一種以數(shù)字式為主、對(duì)波形和信號(hào)沒有任何限制的信號(hào)發(fā)生器。本文具體研究結(jié)果如下所示：

一、Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的基本功能分析

本段以在實(shí)際工作中應(yīng)用最為廣泛和普及的以Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器為研究對(duì)象，分別探討了其具備的基本功能以及在實(shí)際中的普及和應(yīng)用，希望通過(guò)本文對(duì)Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的研究和分析，可以對(duì)我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展起到一定的正面作用。這款函數(shù)發(fā)生器也被稱作任意波形信號(hào)發(fā)生器，是由惠普企業(yè)生產(chǎn)，其功能相對(duì)較為完善，且操作十分便捷，頻率相對(duì)較為穩(wěn)定，同時(shí)信噪比高的一款產(chǎn)品；但是其也具備著無(wú)法忽視的重大缺陷，即容易受到數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)造成干擾的影響，特別是信號(hào)相對(duì)較小的輸出時(shí)更為明顯。

（一）波形輸出方面

輸出波形是函數(shù)發(fā)生器最主要也是最基礎(chǔ)的功能之一，其不僅可以很好的完成直接輸出諸如正弦波、三角波、指數(shù)上升或下降波、鋸齒波、方波、脈沖譜包絡(luò)波以及心率波等諸多類型的波形的任務(wù)，同時(shí)其還可以在一定程度上對(duì)波形輸出進(jìn)行自定義，例如利用菜單來(lái)對(duì)相對(duì)較為簡(jiǎn)單的波形進(jìn)行一定程度的編輯或者是利用計(jì)算機(jī)編程等手段對(duì)相對(duì)較為復(fù)雜的波形進(jìn)行一定的處理后在通過(guò)函數(shù)發(fā)生器對(duì)其進(jìn)行輸出等，極大的滿足了現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和工作的需要；除此之外，Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器還可以對(duì)調(diào)制的波形進(jìn)行輸出，也就是說(shuō)其可以產(chǎn)生、調(diào)制以及線性或?qū)?shù)掃頻包括AM、FM以及脈沖串在內(nèi)的任意一種波形。

（二）輸出頻率及電平范圍方面

一般來(lái)說(shuō)，Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的最低頻率輸出為100μHz。而其最高頻率輸出的高低主要由其不同的功能來(lái)決定，其中不同波形的最高輸出頻率則是受到波形點(diǎn)數(shù)的影響。其中正弦波和方波的的頻率范圍為100μHz-15MHz，三角波和諧波的頻率范圍為100μHz-100kHz，內(nèi)部任意波的頻率范圍為100μHz-5MHz。而其中，內(nèi)部任意波主要是指脈沖譜包絡(luò)波、指數(shù)上升及下降波、心率波等【2】。

且一般情況下，Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的輸出幅度可分兩種情況介紹，一是當(dāng)其處于50Ω負(fù)載情況時(shí)，其輸出范圍大致為50mVpp-10Vpp；二是其處于無(wú)載或空載時(shí)，其輸出范圍大致為100mVpp-20Vpp。

（三）其他功能分析

除了上述功能以外，函數(shù)發(fā)生器還可以通過(guò)控制操作面板、菜單或者是遙控接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其輸出波形的占空比、電位以及調(diào)制度等相關(guān)參數(shù)的控制和調(diào)整；除此之外，該發(fā)生器還可以儲(chǔ)存和記憶四種自定義的波形和三種不同的輸出狀態(tài)；同時(shí)，Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器當(dāng)中也配置了不同類型的接口和軟件來(lái)適應(yīng)其實(shí)際工作中的各項(xiàng)需要。如發(fā)生器提供了標(biāo)準(zhǔn)的RS-232接口和HP-IB（IEEE-488）接口；惠普公司能夠提供基于Microsoft Windows平臺(tái)的波形產(chǎn)生軟件（Optional HP34811A Bench Link/Arb），用于對(duì)任意波形進(jìn)行編程。一般來(lái)說(shuō)函數(shù)發(fā)生器的實(shí)際使用，大多數(shù)都是通過(guò)其前面板來(lái)進(jìn)行操作和完成的，不同函數(shù)發(fā)生器的操作面板都存在一定的差別，在實(shí)際的使用過(guò)程中要視實(shí)際情況而定。

二、相關(guān)操作及技術(shù)支撐方面

本文所研究的Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的操作相對(duì)較為復(fù)雜，必須要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的操作和練習(xí)才能熟練的掌握。一般來(lái)說(shuō)，該款函數(shù)發(fā)生器的主要操作可以分為以下幾個(gè)方面，分別是輸出頻率設(shè)置、輸出幅值設(shè)置、直流偏置電位設(shè)定、占空比的設(shè)定、已存儲(chǔ)任意波形的輸出、直流電平的輸出以及調(diào)制波形的輸出七個(gè)方面。

由于該款函數(shù)發(fā)生器的功能和操作相對(duì)較多，也較為復(fù)雜，因此在必要時(shí)我們可以登錄或者是訪問(wèn)其官方技術(shù)網(wǎng)站來(lái)獲取相關(guān)的技術(shù)信息和操作方法支持，例如波形編輯器的使用以及如何合理正確的配置相關(guān)端口等。例如與其他應(yīng)用軟件差距不大的“Agilent Intuilink waveform Editor”軟件，在其實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，我們就可以將其與RS-232端口的程序進(jìn)行連接，將所需下載到函數(shù)發(fā)生器當(dāng)中，然后進(jìn)行信號(hào)或波形的輸出。

三、Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的實(shí)際應(yīng)用

該款函數(shù)發(fā)生器在實(shí)際的生活中應(yīng)用十分廣泛，本文主要選擇了其中具有代表性的兩個(gè)方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹和分析，具體內(nèi)容如下：

（一）接收機(jī)的故障檢測(cè)和排查方面

本段以電路模塊化設(shè)計(jì)復(fù)雜且各部分獨(dú)立性相對(duì)較強(qiáng)的NRD-525、545等接收機(jī)為例，來(lái)研究該款函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，接收機(jī)較為常見的故障主要有第二本振電路故障、功放管壞等，而通過(guò)對(duì)函數(shù)發(fā)生器的充分利用，可以迅速的定位其故障的所在。例如在兩級(jí)超外差式NRD-525接收機(jī)的中頻故障診斷中，通過(guò)測(cè)量我們可以得知，其第一中頻的輸出為70.45399MHz-70.453MHz，而第二中頻則是為455kHz。隨后，通過(guò)射頻放大器將天線所接收到的信號(hào)添加到第一混頻器當(dāng)中與第一本振進(jìn)行一定的混頻，可以轉(zhuǎn)換為第一中頻的信號(hào)，隨后將該信號(hào)與第二本振進(jìn)行混頻，就可以得到第二中頻的信號(hào)的信號(hào)。用函數(shù)發(fā)生器輸出一個(gè)調(diào)制在455kHz上的1kHz信號(hào)由第二混頻和第二中放之間點(diǎn)加入，若此時(shí)該接收機(jī)無(wú)法輸出信號(hào)為1kHz的音頻，那么再由第一中放和第二混頻點(diǎn)加入一個(gè)調(diào)制在70.453MHz上的1kHz信號(hào)之后，該接收機(jī)能夠輸出信號(hào)為1kHz的音頻，那么這就表明該接收器的第二混頻器存在某種故障。

（二）音頻通路板的調(diào)試方面

該款函數(shù)發(fā)生器應(yīng)用到音頻通路板調(diào)試當(dāng)中，可以在很大程度上簡(jiǎn)便其相關(guān)的調(diào)試工作，具體來(lái)說(shuō)就是需要將Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器與音頻通路板和雙綜示波器連接起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)音頻通路板的調(diào)整和控制。具體來(lái)說(shuō)，就是將函數(shù)發(fā)生器所生產(chǎn)出的信號(hào)為1kHz的音頻與P2-A19、A20的端子相互連接，隨后將箝位開關(guān)打開，對(duì)R97以及R112進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣一來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)發(fā)射機(jī)正負(fù)峰限位點(diǎn)的調(diào)整和控制；同時(shí)要想完成對(duì)發(fā)射機(jī)其他技術(shù)指標(biāo)的調(diào)整，還可以通過(guò)三角波形狀、簾柵壓的輸出的控制和調(diào)整來(lái)完成。

結(jié)束語(yǔ)

在實(shí)際的工作當(dāng)中，Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用是十分廣泛的，例如業(yè)務(wù)培訓(xùn)、科研開發(fā)以及設(shè)備的故障排除以及維護(hù)等方面，該款函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用都是極為廣泛的。本文僅僅在其常用的功能和簡(jiǎn)單的應(yīng)用方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹和分析，其還具備著其他諸多的功能和應(yīng)用，由此可見，其應(yīng)用前景是十分廣泛的，因此這也就要求相關(guān)企業(yè)和國(guó)家相關(guān)部門加大研究力度，進(jìn)一步的促進(jìn)函數(shù)發(fā)生器的不斷普及和應(yīng)用，為我國(guó)相關(guān)工作的開展和進(jìn)行貢獻(xiàn)出更有力的動(dòng)力和支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]任英杰，黃建清，郭凱， 等.基于STC89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)單函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2018，26（14）：91-94，106.