在電子測(cè)試和測(cè)量領(lǐng)域，信號(hào)源是一種常用的儀器，它可以提供各種已知或預(yù)設(shè)的波形，如正弦波、方波、斜波、脈沖波等，用于激勵(lì)被測(cè)電路或系統(tǒng)，并觀察其響應(yīng)。然而，有時(shí)我們需要模擬真實(shí)世界中的信號(hào)，這些信號(hào)往往是不規(guī)則的、隨機(jī)的、復(fù)雜的，或者包含多種頻率成分和調(diào)制方式。這時(shí)，傳統(tǒng)的信號(hào)源就無(wú)法滿足我們的需求了，我們需要一種更為靈活和強(qiáng)大的信號(hào)源：任意波形發(fā)生器。

什么是任意波形發(fā)生器?

任意波形發(fā)生器(Arbitrary Waveform Generator，簡(jiǎn)稱 AWG)是一種能夠產(chǎn)生任何想要的波形的信號(hào)源。它利用事先存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)生成這些波形，這些數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)描述了信號(hào)不斷變化的電壓。通常情況下，任意波形發(fā)生器產(chǎn)生的是經(jīng)過(guò)編譯的定制波形，而不是預(yù)置的常見(jiàn)波形。

用戶可以通過(guò)內(nèi)置的編輯工具、外部的軟件應(yīng)用、或者直接導(dǎo)入已有的數(shù)據(jù)文件來(lái)創(chuàng)建所需的任意波形，并將其存儲(chǔ)在任意波形發(fā)生器的內(nèi)存中。每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表了一個(gè)采樣時(shí)刻的電壓值。

用戶可以設(shè)置任意波形發(fā)生器的輸出參數(shù)，如輸出頻率、幅度、偏置、相位等，并選擇輸出模式，如連續(xù)模式、調(diào)制模式、掃描模式、突發(fā)模式等。

當(dāng)用戶啟動(dòng)輸出時(shí)，任意波形發(fā)生器會(huì)按照設(shè)定的采樣率從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)點(diǎn)，并通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)將其轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。如果用戶選擇了循環(huán)輸出或者序列輸出，則任意波形發(fā)生器會(huì)重復(fù)讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者按照設(shè)定的順序讀取不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)。

任意波形發(fā)生器有什么優(yōu)勢(shì)?

任意波形發(fā)生器相比傳統(tǒng)的信號(hào)源有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

? 靈活性：任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生任何想要的波形，無(wú)論是周期性的還是非周期性的，無(wú)論是確定性的還是隨機(jī)性的，無(wú)論是簡(jiǎn)單的還是復(fù)雜的。用戶可以根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)和編輯自己想要的信號(hào)，并隨時(shí)修改和更新。

? 保真度：任意波形發(fā)生器可以保證輸出信號(hào)與輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的高度一致性，即所見(jiàn)即所得。任意波形發(fā)生器通常具有較高的采樣率、分辨率和內(nèi)存深度，以及較低的噪聲和失真，從而確保輸出信號(hào)具有高質(zhì)量和高精度。

? 功能性：任意波形發(fā)生器除了可以產(chǎn)生基本的連續(xù)輸出外，還可以提供多種高級(jí)的輸出模式，如調(diào)制、掃描、突發(fā)、序列等，以及多種觸發(fā)和同步方式，從而實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜和靈活的信號(hào)生成和控制。

任意波形發(fā)生器有哪些應(yīng)用?

任意波形發(fā)生器由于其靈活性、保真度和功能性，可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如：

? 通信：任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生各種通信信號(hào)，如數(shù)字調(diào)制信號(hào)、多載波信號(hào)、正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)、脈沖編碼調(diào)制(PCM)信號(hào)等，并可以模擬信道的特性，如衰落、干擾、噪聲等，從而進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、測(cè)試和驗(yàn)證。

? 雷達(dá)：任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生各種雷達(dá)信號(hào)，如脈沖壓縮信號(hào)、線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)、相位編碼(PC)信號(hào)、二進(jìn)制相位移位鍵控(BPSK)信號(hào)等，并可以模擬目標(biāo)的特性，如距離、速度、方位角等，從而進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)的仿真、評(píng)估和優(yōu)化。

? 電子戰(zhàn)：任意波形發(fā)生器可以產(chǎn)生各種電子戰(zhàn)信號(hào)，如干擾信號(hào)、欺騙信號(hào)、噪聲信號(hào)等，并可以模擬敵方的特性，如雷達(dá)類型、工作模式、參數(shù)設(shè)置等，從而進(jìn)行電子戰(zhàn)系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)和對(duì)抗。

? 其他：任意波形發(fā)生器還可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)、生物、物理、化學(xué)等，用于模擬人體或自然界中的各種信號(hào)，如心電圖(ECG)信號(hào)、腦電圖(EEG)信號(hào)、聲音信號(hào)、光學(xué)信號(hào)等，從而進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)和測(cè)量。

任意波形發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生任何想要的波形的信號(hào)源，它具有靈活性、保真度和功能性的優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如通信、雷達(dá)、電子戰(zhàn)等。任意波形發(fā)生器是仿真真實(shí)世界中的信號(hào)的最佳儀器。

審核編輯：湯梓紅