使用任意波形/ 函數(shù)發(fā)生器可以完成的25 種常見測試應用

使用任意波形 / 函數(shù)發(fā)生器
可以完成的 25 種常見測試應用
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www.tektronix.com.cn/AFG3000目錄
引言?????????????????????????????????????????3
嵌入式和半導體測試應用????????????????????????????????4
1. 時鐘源?????????????????????????????????????4
2. 檢定邏輯器件－定時余量測試???????????????????????????5
3. 檢定鎖相環(huán)(PLL)電路???????????????????????????????6
4. 檢定工放器???????????????????????????????????7
5. CCD傳感器使用的AFE (模擬前端)定時余量測試???????????????????8
6. 檢定CCD傳感器－延遲余量測試??????????????????????????9
7. 測試音頻DAC??????????????????????????????????10
8. DC電源測試???????????????????????????????????11
RF相關(guān)應用??????????????????????????????????????12
9. 測量帶通濾波器的頻響??????????????????????????????12
10. 測量RF元件的互調(diào)制失真????????????????????????????13
11. 脈沖式噪聲系數(shù)測量???????????????????????????????14
12. RFID接收機IC功能測試?????????????????????????????15
13. EMC輻射測試??????????????????????????????????16
14. 檢定I/Q調(diào)制器?????????????????????????????????17
教育相關(guān)應用?????????????????????????????????????18
15. 測量帶通濾波器的頻響??????????????????????????????18
16. AM/FM無線電測試和對準????????????????????????????19
汽車應用???????????????????????????????????????20
17. 測試和優(yōu)化發(fā)動機控制單元????????????????????????????20
18. 仿真汽車傳感器信號???????????????????????????????21
19. 檢定和優(yōu)化汽車電子中的電源MOSFET電路????????????????????22
20. 分析IGBT電路的開關(guān)波形????????????????????????????23
醫(yī)療應用???????????????????????????????????????24
21. 測試起搏器、心律轉(zhuǎn)變器、去纖顫器和其它可植入醫(yī)療器械??????????????24
22. 測試超聲波醫(yī)療器械???????????????????????????????25
23. 測試超聲波醫(yī)療器械的檢測器電路?????????????????????????26
工業(yè)應用???????????????????????????????????????27
24. 檢定水壓伺服閥的動態(tài)性能????????????????????????????27
科研應用???????????????????????????????????????28
25. 驅(qū)動和調(diào)制激光二極管??????????????????????????????28
泰克AFG3000系列任意波形/函數(shù)發(fā)生器?????????????????????????29
下一代信號發(fā)生技術(shù)?????????????????????????????????29
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www.tektronix.com.cn/AFG3000引言
一提到進行電子測量，您首先想到的可能就是采集儀器(通常是示波器或邏輯分析儀)。但是，只有在能
夠采集某類信號時，這些工具才能進行測量。在許多情況下，除非是從外部提供，否則是沒有這些信
號的。
例如，應變放大器不能生成信號，只能提高其從傳感器收到的信號的功率。因此，不可避免的是，在
把放大器連接到輸送信號的被測電路前，必需測試放大器。為使用采集儀器測量這些器件的行為，必
須在輸入上提供激勵信號。
再舉一個例子，工程師必須檢定新興設(shè)計，以保證新硬件在整個工作條件范圍內(nèi)滿足設(shè)計規(guī)范，這稱
為余量測試或極限測試。這種測量任務要求完整的解決方案，其既要能夠生成信號，又要能夠進行測
量。
信號發(fā)生器與采集儀器(如示波器或頻譜儀)配套使用，可以創(chuàng)建完整的測量解決方案。在各種配置下，
信號發(fā)生器可以以模擬波形、脈沖碼型、調(diào)制、故意失真、噪聲等形式提供激勵信號。為進行有效的
設(shè)計、檢定或調(diào)試測量，必需同時考慮解決方案的這兩個要素。
任意波形/函數(shù)發(fā)生器(AFG)滿足了各種激勵需求，事實上，它是當前業(yè)內(nèi)流行的信號發(fā)生器架構(gòu)。如
果DUT要求典型的正弦波形和方波波形(等等)及能夠幾乎即時在兩個頻率之間切換，那么任意波形/函
數(shù)發(fā)生器(AFG)是理想之選。另一個特點是AFG成本低，因此對不要求AWG通用性的應用吸引力很
大。
AFG提供了獨特的優(yōu)勢：它生成標準形狀的穩(wěn)定波形，如正弦波、方波、脈沖波、三角波、等等。此
外，它允許用戶利用自己定義的形狀，生成所謂的任意波形。而且AFG提供了一種方式，可以調(diào)制來
自內(nèi)部信號源或外部信號源的信號，生成掃頻或輸出信號突發(fā)。
可以以各種方式創(chuàng)建波形，具體選擇取決于提供的與DUT及其輸入要求有關(guān)的信息，而不管是需要增
加失真還是需要增加錯誤信號或其它變量。
創(chuàng)建：電路激勵和測試使用的用戶自定義信號。
復現(xiàn)：合成電子實驗室中沒有提供的實際環(huán)境信號(之前從示波器中捕獲)。
生成：特別適合帶有特定容限的行業(yè)標準壓力參考信號。
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www.tektronix.com.cn/AFG3000嵌入式和半導體測試應用
1. 時鐘源
用途
確定頻率余量：測試電路板的時鐘頻率工作范圍。代替沒有的時鐘源，對設(shè)備進行功能測試。
適用于
開發(fā)嵌入式和數(shù)字通信電路的電子測試和設(shè)計工程師。
使用任意波形/函數(shù)發(fā)生器的好處
與專用脈沖發(fā)生器相比，節(jié)約成本。
雙通道和浮動輸出，生成差分信號。
脈沖和方波頻率范圍高達120 MHz。
技巧和提示
可以使用帶浮動單端輸出的雙通道信號源，生成差分時鐘信號，如PECL、LVPECL或LVDS。
為生成差分信號，在Channel 1中配置波形、頻率和幅度，通過CH1 Complement功能，把倒置
設(shè)置復制到Channel 2。然后把Frequency CH1=CH2設(shè)置為On，啟動Align Phase，激活同步模
式。
使任何機載時鐘源失效，同時使用外部時鐘源驅(qū)動器件。
為避免信號完整性劣化，如振鈴或可變延遲和幅度，注意連接信號源的探頭與電路板軌跡的阻抗要
充分匹配。
硬件
監(jiān)視器
數(shù)字電路
* 推薦型號：泰克AFG3251或AFG3252
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www.tektronix.com.cn/AFG30002. 檢定邏輯器件－定時余量測試
用途
使用數(shù)據(jù)和時鐘信號仿真邏輯器件，檢定建立時間和保持時間。
適用于
開發(fā)或使用邏輯電路的電子設(shè)計和測試工程師。
使用任意波形/函數(shù)發(fā)生器的好處
可以簡便同步的雙通道。
可以在使用過程中調(diào)節(jié)通道1和通道2之間的脈寬和延遲。
簡便易用，體積小。
技巧和提示
創(chuàng)建兩個同步脈沖，一個是時鐘脈沖，一個是數(shù)據(jù)信號脈沖，數(shù)據(jù)脈沖要比時鐘脈沖寬。

當然，任意波形/函數(shù)發(fā)生器是一種非常多功能的電子設(shè)備，廣泛用于各種測試和測量應用中。以下是25種常見的利用這種儀器進行的測試應用： 1. **信號幅度調(diào)制 (AM) 和頻率調(diào)制 (FM) 測試**：產(chǎn)生不同調(diào)制深度和載頻的正弦波信號，用于驗證或分析通信系統(tǒng)的調(diào)制性能。 2. **頻率響應測試**：測量系統(tǒng)對輸入信號不同頻率成分的響應，以評估濾波器、放大器或其他電路的帶寬和選擇性。 3. **相位噪聲測試**：通過提供穩(wěn)定的基準頻率并調(diào)整頻率偏移來評估振蕩器的相位噪聲特性。 4. **時域分析**：用于觀察和測量數(shù)字信號的上升時間、下降時間和抖動等參數(shù)，如在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的眼圖分析。 5. **脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 測試**：產(chǎn)生不同占空比的方波信號，評估電機驅(qū)動器、開關(guān)電源及功率電子器件的PWM控制性能。 6. **信號發(fā)生與同步**：為多個系統(tǒng)提供精確的時間基線，實現(xiàn)同步測試，例如在多通道示波器或測試平臺上的應用。 7. **模擬信號建模**：用于模擬實際物理現(xiàn)象產(chǎn)生的信號，如熱噪聲、電磁干擾 (EMI) 模擬等。 8. **調(diào)制解調(diào)器 (MODEM) 測試**：驗證模擬信號在數(shù)字信號編碼和解碼過程中的傳輸質(zhì)量。 9. **模擬量輸入/輸出校準**：校驗傳感器和執(zhí)行器的線性和動態(tài)范圍，確保模擬信號轉(zhuǎn)換準確無誤。 10. **音頻信號測試**：包括揚聲器測試、耳機測試以及音頻編解碼器的音質(zhì)分析。 11. **圖像信號處理**：針對電視廣播信號（PAL、NTSC、HDMI）進行幅度、色度和同步信號的分析。 12. **電壓/電流波形校準**：驗證電力電子元件（如逆變器、整流器）的輸出是否符合設(shè)計要求。 13. **示波器觸發(fā)功能驗證**：作為外部觸發(fā)源，用于同步其他測試設(shè)備或者調(diào)試復雜電子系統(tǒng)的工作模式。 14. **電路板布局影響測試**：模擬信號沿PCB走線傳播的延遲和失真，評估信號完整性問題。 15. **模擬濾波器設(shè)計驗證**：通過輸出特定頻率范圍內(nèi)衰減程度的信號來測試濾波器性能。 16. **電源紋波分析**：檢查直流電源穩(wěn)壓性能，測量其輸出電壓波動情況。 17. **信號耦合和隔離測試**：研究信號在不同介質(zhì)間傳輸時的衰減、反射和相互影響。 18. **噪聲抑制與補償測試**：評估抗噪聲電路的效能，如低通濾波器、抗共模干擾電路等。 19. **數(shù)字邏輯波形生成**：用于創(chuàng)建和測試二進制邏輯信號，驗證集成電路、FPGA或微處理器的功能正確性。 20. **測試用例生成**：自動化測試環(huán)境中，根據(jù)預先定義的標準或規(guī)范生成特定測試信號以驗證設(shè)備功能。 21. **接口協(xié)議仿真**：模擬通信協(xié)議信號，如SPI、I2C、UART、CAN、Ethernet 等。 22. **電纜和連接器損耗測試**：測量信號在電纜、連接器和其他傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)膿p耗情況。 23. **測試信號穩(wěn)定性驗證**：長時間運行下信號的漂移和穩(wěn)定性檢測，評估電子元件的長期可靠性。 24. **調(diào)諧曲線分析**：對于射頻通信設(shè)備如雷達、無線電發(fā)射機等，測定接收靈敏度隨頻率變化的關(guān)系。 25. **自相關(guān)分析**：對于隨機信號，分析其自相關(guān)特性，揭示潛在的統(tǒng)計特性，如噪聲背景下的信號隱藏。 這些應用涵蓋了從基礎(chǔ)電信號處理到復雜系統(tǒng)集成的各種場景，任意波形/函數(shù)發(fā)生器作為核心測試工具，在現(xiàn)代電子行業(yè)中扮演著重要角色。