如何用函數發生器產生低占空比脈沖

引言　　
　　如果您要表征數字器件特性，通常會用脈沖發生 器產生所需要的信號。但對于像微控制器這樣的低頻 應用，您可使用較便宜的通用函數發生器產生低占空 比信號。
　　今天的通用函數發生器是有眾多功能的信號源，它 們采用直接合成的數字信號產生方案，可產生帶有內置 掃描和調制的多種類型的波形和頻率。有些發生器更具 有產生任意波形的能力。雖然一般都具有極穩定的頻率 和很低的失真，但并不完全適合產生低占空比的信號。
　　當您用通用函數發生器產生可變占空比方波時，占 空比通常限制為 20% 至 80%，并以 1% 步進。另一項限 制是函數發生器的帶寬；典型函數發生器可產生達15MHz 的方波。有限帶寬造成上升和下降時間約為20ns－－因此最小的脈沖寬度為 40ns。
　　這篇應用指南介紹如何用通用函數／任意波形發生器的突波發生能力輸出具有擴展時間間隔的方波，以產生低占空比的脈沖。

對每一步驟的說明
　　您能用今天許多函數發生器都具有的突波模式能力 產生低占空比脈沖，從把方波的周期設置為相應所需短 脈沖的寬度開始。由于方波是連續的，需要有“選通” 信號的方法。我們把發生器設置為重復發送方波的一個 周期或突波，方波極低的頻率相當于所需的脈沖間隔。
　　為使您清楚理解這一過程，我們以 Agilent 33120A
函數／任意波形發生器為例。在這一個例子中要每200s 產生一個1s 的脈沖，相應的占空比為 0.5%。
　　在開始前需要先計算具有 1s 正脈沖寬度（即 2s 周期）的方波頻率。該周期的倒數即 500kHz 的頻率。把 函數發生器輸出設置為該頻率。
　　由于我們的目標是每 200s 一個脈沖突波波形，其 倒數是 5kHz 的重復率。這也稱為突波率（見圖 1）。


第一步，設置脈沖
　　首先選擇方波功能，設置脈沖的輸出幅度為 1Vpp。 接著按脈沖寬度設置相應的頻率。按我們前面的計算，2s 周期的頻率為 500kHz（正1s，負1s）。

第二步，設置突波
　　按 Shift，然后按 Burst（Burst 指示器被點亮）選擇
33120A 的突波模式。再按 Shift 和 Recall Menu 把突波 計數設置為 1，使您能直接取顯示上的突波計數命令。
　　通過在菜單結構中的往下移動（按向下箭頭，↓），驗 證計數確實設置為 1 。為在存儲器中保存此值， 按 Enter。下一步是確保 500kHz 信號中沒有任何相移，即 把突波相位設置為 0°。再次按 Shift 和 Recall Menu, 然后按向右箭頭 (>)，直到顯示中出現突波相位。使用 向下箭頭(↓) 把相位設置為 0°。再按 Enter 保存該值 和退出菜單。

第三步，設置突波
　　現在把突波率設置至所需要的 5kHz 頻率。再次按Shift，然后按 Recall Menu，以跳入菜單。按向右箭頭(>)直到顯示中出現突波率，用向下箭頭(↓)送入 5kHz值。按 Enter 保存該值。

第四步，把突波源設置為內部
　　對于33120A，可通過內部或外部觸發突波模式。在 這一案例中，我們將使用內觸發的突波模式。對于最終 時間，按 Shift>Recall Menu，然后用向右箭頭( > )， 直到顯示中出現突波源。用向下箭頭(↓)驗證突波模式 設置為 INT（內部）。您可通過把旋鈕旋到零（只有一 個旋鈕）把它設置到 INT。再次用 Enter 保存該值。檢 查示波器上的輸出示出擴展的標度（圖 2 說明如何觀 察）。您將看到讀出頻率為5kHz，脈沖寬度為 1ms，占空比為 0.5%，全都符合我們的要求。
　　除了方波外，您也可把這項技術用于其它波形。如 正弦波，三角波，甚至還能包括任意波形。還可調整任意類型脈沖的相位和偏置。

　　　　　　　　　　　　　圖 2: 示波器示出 1s, 0.5% 占空比脈沖

　　　　　　　　　　　　　圖 3: 用突波模式輸出低占空比的任意波形
結論
　　您能用這項技術在有突波觸發能力的通用函數發生 器上產生低占空比脈沖。函數發生器的頻率能力將限制 所能產生脈沖的寬度和可使用的重復率。但這項技術將 允許您用通用函數發生器產生低占空比脈沖，而不需要 求助于更昂貴的脈沖發生器。

術語
占空比 脈沖串高電平在總周期中所占的時間 百分數
周期 信號重復前的時間長度
脈沖寬度 脈沖在“真狀態”的時間長度（脈沖可 為正或負）