無縫互聯(lián)功能對(duì)于異常信號(hào)的真實(shí)再現(xiàn)

摘要：在實(shí)際的電路運(yùn)行中，由于各種干擾和響應(yīng)的存在，實(shí)際電路往往存在各種缺陷信號(hào)和瞬變信號(hào)，如果在設(shè)計(jì)之初沒有考慮這些情況，往往會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。找到這些異常信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)的特性選擇合適的調(diào)理電路加以抑制和優(yōu)化，這一直是電子工程師們所頭疼的。本文以普源精電DSl302CA示波器及其新近推出的DGS000系列函數(shù)/任意波形發(fā)生器為例來介紹無縫互聯(lián)功能的實(shí)現(xiàn)方式。

關(guān)鍵詞：無縫互聯(lián)；任意波形發(fā)生器；示波器；毛刺

在調(diào)理電路的設(shè)計(jì)過程中，工程師們需要用這些異常信號(hào)來反復(fù)測試調(diào)理電路的實(shí)際效果，然而，在很多實(shí)際的應(yīng)用中，這些異常信號(hào)是無法反復(fù)復(fù)現(xiàn)的，或者是在復(fù)現(xiàn)的過程中成本太高，平臺(tái)搭建太復(fù)雜，從而導(dǎo)致對(duì)于調(diào)理電路的測試不夠充分，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。例如汽車點(diǎn)火器的干擾信號(hào)，雷達(dá)系統(tǒng)中的線性調(diào)頻脈沖信號(hào)等等，要在真實(shí)的平臺(tái)下反復(fù)復(fù)現(xiàn)這些信號(hào)，成本是非常高的，同時(shí)還要將調(diào)理電路的實(shí)驗(yàn)板連接至真實(shí)的平臺(tái)下調(diào)試，這就更困難了。那么，有沒有一種解決方案可以幫助工程師們輕而易舉的反復(fù)查現(xiàn)這些復(fù)雜信號(hào)呢?

任意波形發(fā)生器和示波器無縫互聯(lián)的宴現(xiàn)方案很好的解決了此矛盾。自然界中的電信號(hào)很容易用示波器進(jìn)行捕捉，然后通過無縫互聯(lián)功能可以方面的將波形傳送至任意波形發(fā)生器中，任意波形發(fā)生器可以直接輸出該波形，也可以將波形存儲(chǔ)至內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，以便反復(fù)使用。

首先用DSl302CA示波器捕捉系統(tǒng)平臺(tái)中的真實(shí)信號(hào)，然后通過一根USB傳輸線連接Dsl302CA的IUSBDevice和DGS000的USB Host，最后進(jìn)人DG5000的Store界面進(jìn)行對(duì)應(yīng)通道的讀取。此時(shí)，DG5000的內(nèi)置任意波形存儲(chǔ)器中已經(jīng)記錄下了示波器捕捉到的真實(shí)信號(hào)，然后將DG5000的輸出接口連接至調(diào)理電路，從而對(duì)調(diào)理電路工作性能進(jìn)行反復(fù)測試。

通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器應(yīng)用的實(shí)際開發(fā)案例來詳細(xì)介紹無縫互聯(lián)功能的具體應(yīng)用。旋轉(zhuǎn)編碼器能把角度位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。按照讀出方式。編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，電刷接觸導(dǎo)電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)“1”或者“0”：非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時(shí)，以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是“1”或者“0”。

在本方案中，我們以BoURNS公司生產(chǎn)的PEC11系列接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器為例來具體介紹。PEC11系列旋轉(zhuǎn)編碼器每一圈有12個(gè)檢測檔位，每個(gè)檔位都有觸點(diǎn)A和觸點(diǎn)B，通過A和B的編碼排列來判斷編碼器是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)。

如N2所示，通過旋轉(zhuǎn)編碼器的電刷先接觸觸點(diǎn)A后接觸觸點(diǎn)B或者先接觸觸點(diǎn)B后接觸觸點(diǎn)A來判斷編碼器是順時(shí)鐘轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針轉(zhuǎn)。由軟件記錄A、B觸點(diǎn)出現(xiàn)的先后順序以及出現(xiàn)的個(gè)數(shù)，再通過查表來具體判斷編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和格數(shù)。

但是，接觸式旋轉(zhuǎn)編碼器由于存在著機(jī)械運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速過快的時(shí)候，電刷與觸點(diǎn)之間就會(huì)產(chǎn)生輕微的機(jī)械振動(dòng)，反應(yīng)到輸出信號(hào)上就是在有用信號(hào)上產(chǎn)生大量的毛刺。這些毛刺信號(hào)會(huì)導(dǎo)致編碼器解碼時(shí)產(chǎn)生丟轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。我們很多儀器在使用一段時(shí)間以后發(fā)現(xiàn)旋鈕失效或者工作不正常就是由于這個(gè)原因造成的，因此必須加入濾波電容予以濾除。但是濾波電容大小的選取是很麻煩的，如果電容太小，毛刺會(huì)濾不干凈，如果電容太大，會(huì)導(dǎo)致邊沿過緩，從而影響采樣信號(hào)的準(zhǔn)確度。所以，只有通過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)才能最終確定濾波電容的大小。如圖4所示，要在普通的任意波形發(fā)生器上編輯出類似這種毛刺波形是非常困難的，但有了無縫互聯(lián)功能，這一些都將輕松完成。我們只需要用一根USB連接線將示波器捕捉到的毛刺信號(hào)導(dǎo)入DGS000內(nèi)部，然后用DGS000直接輸出就可以了，這樣也免去了工程師反復(fù)去扭旋轉(zhuǎn)編碼器的麻煩。

如圖5所示，使用無縫互聯(lián)功能后，DGS000實(shí)際輸出的毛刺信號(hào)和當(dāng)時(shí)示波器捕捉到的毛刺信號(hào)基本一模一樣，幾乎保留了原始信號(hào)的所有細(xì)節(jié)。

結(jié)語

自然界中的電信號(hào)永遠(yuǎn)是復(fù)雜多樣的，找到這些信號(hào)的特征并加以調(diào)理，這一直是工程師們孜孜不倦所最求的，有了無縫互聯(lián)這個(gè)有力的武器，任何異常信號(hào)的真實(shí)再現(xiàn)將成為可能。