任意波形發(fā)生器，仿真實(shí)驗(yàn)的最佳儀器

任意波形發(fā)生器是信號(hào)源的一種，它具有信號(hào)源所有的特點(diǎn)。我們傳統(tǒng)都認(rèn)為信號(hào)源主要給被測(cè)電路提供所需要的已知信號(hào)（各種波形），然后用其它儀表測(cè)量感興趣的參數(shù)。可見信號(hào)源在電子實(shí)驗(yàn)和測(cè)試處理中，并不測(cè)量任何參數(shù)而是根據(jù)使用者的要求，仿真各種測(cè)試信號(hào)，提供給被測(cè)電路，以達(dá)到測(cè)試的需要。

信號(hào)源有很多種，包括正弦波信號(hào)源，函數(shù)發(fā)生器、脈沖發(fā)生器、掃描發(fā)生器、任意波形發(fā)生器、合成信號(hào)源等。一般來講任意波形發(fā)生器，是一種特殊的信號(hào)源，綜合具有其它信號(hào)源波形生成能力，因而適合各種仿真實(shí)驗(yàn)的需要。

一、函數(shù)功能，仿真基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)人員的環(huán)境

函數(shù)信號(hào)源是使用最廣的通用信號(hào)源，它能提供正弦波、鋸齒波、方波、脈沖串等波形，有的還同時(shí)具有調(diào)制和掃描能力，眾所周知，在我們的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中（如大學(xué)電子實(shí)驗(yàn)室、科研機(jī)構(gòu)研究實(shí)驗(yàn)室、工廠開發(fā)實(shí)驗(yàn)室等），我們?cè)O(shè)計(jì)了一種電路，需要驗(yàn)證其可靠性與穩(wěn)定性，就需要給它施加理想中的波形以辨別真?zhèn)?。如我們可使用信?hào)源的DC補(bǔ)償功能對(duì)固態(tài)電路控制DC偏壓電平；我們可對(duì)一個(gè)懷疑有故障的數(shù)字電路，利用信號(hào)源的方波輸出作為數(shù)字電路的時(shí)鐘，同時(shí)使用方波加DC補(bǔ)償產(chǎn)生有效的邏輯電平模擬輸出，觀察該電路的運(yùn)行狀況，而證實(shí)故障缺陷的地方?？傊萌我獠ㄐ伟l(fā)生器這方面的基礎(chǔ)功能，能仿真您基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室所必須的信號(hào)。

二、任意波形，仿真模擬更復(fù)雜的信號(hào)要求

眾所周知，在我們實(shí)際的電子環(huán)境所設(shè)計(jì)的電路在運(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信號(hào)缺陷和瞬變信號(hào)，例如過脈沖、尖峰、阻尼瞬變、頻率突變等（見圖1，圖2），這些情況的發(fā)生，如在設(shè)計(jì)之初沒有考慮進(jìn)去，有的將會(huì)產(chǎn)生災(zāi)難性后果。例如圖1中的a處過尖峰脈沖，如果給一個(gè)抗沖能力差的電路，將可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備“燒壞”。確認(rèn)電路對(duì)這樣一個(gè)狀況敏感的程度，我們可以避免不必要的損失，該方面的要求在航天、軍事、鐵路和一些情況比較復(fù)雜的重要領(lǐng)域尤其重要。

由于任意波形發(fā)生器特殊的功能，為了增強(qiáng)任意波形生成能力，它往往依賴計(jì)算機(jī)通訊輸出波形數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)傳輸中，通過專用的波形編輯軟件生成波形，有利于擴(kuò)充儀器的能力，更進(jìn)一步仿真模擬實(shí)驗(yàn)。同時(shí)由于編輯一個(gè)任意波形有時(shí)需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，并且每次編輯波形可能有所差異這樣有的任意波形發(fā)生器，內(nèi)置一定數(shù)量的非易失性存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取編輯波形，有利于參考對(duì)比；或通過隨機(jī)接口通訊傳輸?shù)接?jì)算機(jī)作更進(jìn)一步分析與處理。

三、下載傳輸，更進(jìn)一步實(shí)時(shí)仿真

在一些軍事、航空、交通制造業(yè)等領(lǐng)域中，有些電路運(yùn)行環(huán)境很難估計(jì)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成之后，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境還需要作更進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)的成本很高或者風(fēng)險(xiǎn)性很大（如火車高速實(shí)驗(yàn)時(shí)鐵軌變換情況、飛機(jī)試機(jī)時(shí)螺旋槳的運(yùn)行情況等），人們不可能長(zhǎng)期作實(shí)驗(yàn)判斷所設(shè)計(jì)產(chǎn)品（例如高速火車、飛機(jī)）的可行性和穩(wěn)定性等；我們就可利用有些任意波形發(fā)生器波形下載功能，在作一些麻煩費(fèi)用高或風(fēng)險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過數(shù)字示波器等儀器把波形實(shí)時(shí)記錄下來，然后通過計(jì)算機(jī)接口傳輸?shù)叫盘?hào)源，直接下載到設(shè)計(jì)電路，更進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

綜上所述，任意波形發(fā)生器是電子工程師信號(hào)仿真實(shí)驗(yàn)的最佳工具。