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象，分別探討了其主要功能以及在實際工作中的應(yīng)用，以期可以對我國函數(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

在電子測量及其相關(guān)工作當(dāng)中，經(jīng)常會涉及到函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用，其在很大程度上影響到了電子測量工作以及相關(guān)工作的質(zhì)量和水平。在發(fā)射臺當(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、故障處理等工作當(dāng)中經(jīng)常會使用到信號發(fā)生器等相關(guān)設(shè)備【1】。信號發(fā)生器不僅僅是發(fā)射臺中標(biāo)配的基礎(chǔ)性設(shè)備之一，同時也是電子測量及其相關(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、對波形和信號沒有任何限制的信號發(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)生器為研究對象，分別探討了其具備的基本功能以及在實際中的普及和應(yīng)用，希望通過本文對Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器的研究和分析，可以對我國相關(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發(fā)生器，是由惠普企業(yè)生產(chǎn)，其功能相對較為完善，且操作十分便捷，頻率相對較為穩(wěn)定，同時信噪比高的一款產(chǎn)品；但是其也具備著無法忽視的重大缺陷，即容易受到數(shù)字信號和模擬信號造成干擾的影響，特別是信號相對較小的輸出時更為明顯。

（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)，同時其還可以在一定程度上對波形輸出進(jìn)行自定義，例如利用菜單來對相對較為簡單的波形進(jìn)行一定程度的編輯或者是利用計算機(jī)編程等手段對相對較為復(fù)雜的波形進(jìn)行一定的處理后在通過函數(shù)發(fā)生器對其進(jìn)行輸出等，極大的滿足了現(xiàn)實生產(chǎn)和工作的需要；除此之外，Agilent 33120A函數(shù)發(fā)生器還可以對調(diào)制的波形進(jìn)行輸出，也就是說其可以產(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

一般來說，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，其輸出范圍大致為50mVpp-10Vpp；二是其處于無載或空載時，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)生器還可以通過控制操作面板、菜單或者是遙控接口來實現(xiàn)對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，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適應(yīng)其實際工作中的各項需要。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平臺的波形產(chǎn)生軟件（Optional HP34811A Bench Link/Arb），用于對任意波形進(jìn)行編程。一般來說函數(shù)發(fā)生器的實際使用，大多數(shù)都是通過其前面板來進(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，在實際的使用過程中要視實際情況而定。

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)生器的操作相對較為復(fù)雜，必須要經(jīng)過一段時間的操作和練習(xí)才能熟練的掌握。一般來說，該款函數(shù)發(fā)生器的主要操作可以分為以下幾個方面，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)制波形的輸出七個方面。

由于該款函數(shù)發(fā)生器的功能和操作相對較多，也較為復(fù)雜，因此在必要時我們可以登錄或者是訪問其官方技術(shù)網(wǎng)站來獲取相關(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，在其實際應(yīng)用的過程中，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)行信號或波形的輸出。

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

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

（一）接收機(jī)的故障檢測和排查方面

本段以電路模塊化設(shè)計復(fù)雜且各部分獨(dú)立性相對較強(qiáng)的NRD-525、545等接收機(jī)為例，來研究該款函數(shù)發(fā)生器的應(yīng)用。一般來說，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，而通過對函數(shù)發(fā)生器的充分利用，可以迅速的定位其故障的所在。例如在兩級超外差式NRD-525接收機(jī)的中頻故障診斷中，通過測量我們可以得知，其第一中頻的輸出為70.45399MHz-70.453MHz，而第二中頻則是為455kHz。隨后，通過射頻放大器將天線所接收到的信號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，隨后將該信號與第二本振進(jìn)行混頻，就可以得到第二中頻的信號的信號。用函數(shù)發(fā)生器輸出一個調(diào)制在455kHz上的1kHz信號由第二混頻和第二中放之間點(diǎn)加入，若此時該接收機(jī)無法輸出信號為1kHz的音頻，那么再由第一中放和第二混頻點(diǎn)加入一個調(diào)制在70.453MHz上的1kHz信號之后，該接收機(jī)能夠輸出信號為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便其相關(guān)的調(diào)試工作，具體來說就是需要將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，可以實現(xiàn)對音頻通路板的調(diào)整和控制。具體來說，就是將函數(shù)發(fā)生器所生產(chǎn)出的信號為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R97以及R112進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，這樣一來就可以實現(xiàn)對整個發(fā)射機(jī)正負(fù)峰限位點(diǎn)的調(diào)整和控制；同時要想完成對發(fā)射機(jī)其他技術(shù)指標(biāo)的調(diào)整，還可以通過三角波形狀、簾柵壓的輸出的控制和調(diào)整來完成。

結(jié)束語

在實際的工作當(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單的應(yīng)用方面進(jìn)行了簡單的介紹和分析，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，為我國相關(guān)工作的開展和進(jìn)行貢獻(xiàn)出更有力的動力和支撐。

參考文獻(xiàn)：

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