信號發(fā)生器術(shù)語解釋

●存儲深度 ( 記錄長度)

存儲深度或記錄長度與時鐘頻率一起使用，存儲深度決定著可以存儲的最大樣點數(shù)量。每個波形樣點占用一個存儲器位置，每個位置等于當前時鐘頻率下采樣間隔的時間。例如，如果時鐘以100 MHz 運行，那么存儲的樣點間隔是10 ns。

在許多頻率上，存儲深度在信號保真度中發(fā)揮著重要作用，因為它決定著可以存儲多少個數(shù)據(jù)點來定義一個波形。特別是在復(fù)雜波形中，存儲深度對精確復(fù)現(xiàn)信號細節(jié)至關(guān)重要。提高存儲深度的好處可以概括如下：

※可以存儲更多周期的希望波形，存儲深度與信號發(fā)生器的排序功能相結(jié)合，允許儀器靈活地把不同波形聯(lián)接起來，創(chuàng)建無窮多個循環(huán)、碼型等等。

※可以存儲更多的波形細節(jié)。復(fù)雜的波形在脈沖邊沿和瞬態(tài)信號中可能有高頻信息。很難內(nèi)插這些快速瞬態(tài)信號。為真實地復(fù)現(xiàn)復(fù)雜的信號，可以使用提供的波形存儲器容量，存儲更多的瞬態(tài)信號和波形，而不是更多的信號周期。

●采樣( 時鐘) 速率

采樣率通常用每秒兆樣點或千兆樣點表示，表明了儀器可以運行的最大時鐘或采樣率。采樣率影響著主要輸出信號的頻率和保真度。內(nèi)奎斯特采樣定理規(guī)定采樣頻率或時鐘速率必須至少是生成的信號中最高頻譜成分的兩倍，以保證精確地復(fù)現(xiàn)信號。例如，為生成1 MHz 的正弦波信號，必需以2 M 樣點/ 秒(MS/s)的頻率生成樣點。盡管這一定理通常只是作為采集指導(dǎo)準則使用，但與示波器一樣，其與信號發(fā)生器的相關(guān)性非常明確：存儲的波形必須有足夠的點數(shù)，以真實地重現(xiàn)希望的信號細節(jié)。

信號發(fā)生器可以獲得這些樣點，然后以規(guī)定極限范圍內(nèi)任何頻率從存儲器中讀出這些樣點。如果存儲的樣點集符合內(nèi)奎斯特定理，并描述了一個正弦波，那么信號發(fā)生器將相應(yīng)地濾波波形，輸出一個正弦波。

計算信號發(fā)生器可以生成的波形頻率需要對一些簡單的公式求解，以存儲器中存儲了一個波形周期的儀器為例，假設(shè)100 MS/s 的時鐘頻率和存儲深度或記錄長度共4000 個樣點，那么：

F輸出= 時鐘頻率 ÷ 存儲深度

F輸出= 100,000,000 ÷ 4000

F輸出= 25,000 Hz ( 或25 kHz)

在規(guī)定的時鐘頻率上，樣點距離約為10 ns。這是波形的時間分辨率( 水平)。為進一步推進這一流程，我們假設(shè)樣點RAM 包含的不是一個波形周期，而是包含四個波形周期：

F輸出= ( 時鐘頻率 ÷ 存儲深度) x ( 存儲器中的周期數(shù)量)

F輸出= (100,000,000 ÷ 4000) x (4)

F輸出=(25,000 Hz) x (4)

F輸出= 100,000 Hz，新的頻率是100 kHz。

在本例中，時間分辨率仍為10 ns，但每個波形周期只用1000 個樣點表示，產(chǎn)生的信號保真度要更低。

●帶寬

儀器的帶寬是一種模擬術(shù)語，它與采樣率無關(guān)。信號發(fā)生器輸出電路的模擬帶寬必須足以處理其采樣率將支持的最大頻率。換句話說，必須有足夠的帶寬，能夠傳送從存儲器中輸出時鐘的最高頻率和轉(zhuǎn)換時間而不會劣化信號特點。

●垂直( 幅度) 分辨率

垂直分辨率與儀器DAC 的二進制字長度( 單位為位) 有關(guān)，位越多，分辨率越高。

DAC的垂直分辨率決定著復(fù)現(xiàn)的波形的幅度精度和失真。分辨率不足的DAC 會導(dǎo)致量化誤差，導(dǎo)致波形生成不理想。

10位分辨率的AWG 提供了1024 個樣點電平，分布在儀器的整個電壓范圍內(nèi)。例如，如果這個10 位信號源總電壓范圍為2 Vp-p，那么每個樣點表示大約2 mV 的步進，這是儀器在沒有額外衰減器的情況下可以提供的最小增量，其中假設(shè)它不受結(jié)構(gòu)中其它因素的限制，如輸出放大器增益和偏置。

●水平( 定時) 分辨率

水平分辨率表示創(chuàng)建波形可以使用的最小時間增量。一般來說，這個指標使用下面的公式計算得出的。

T = 1/F

其中T 是定時分辨率，單位為秒；F 是采樣頻率。

根據(jù)這一定義，最大時鐘速率是100 MHz 的信號發(fā)生器的定時分辨率是10 ns。換句話說，這一信號發(fā)生器輸出波形的特點是由一串相距10 ns 的步進確定的。