# 信號發生器類型 #

信號發生器在廣義上分成混合信號發生器 ( 任意波形發生器和任意波形 / 函數發生器 ) 和邏輯信號源 ( 脈沖或碼型發生器)，滿足了全系列信號生成需求。每種信號發生器都有獨特的優勢，或多或少地適合某種特定應用。

混合信號發生器是為輸出具有模擬特點的波形而設計的，包括正弦波和三角波等模擬波，以及表現出每個實際環境信號都包括的圓形和不理想的“方”波。在通用混合信號發生器中，您可以控制幅度、頻率和相位及 DC 偏置和上升時間和下降時間；您可以創建過沖等畸變；還可以增加邊沿抖動、調制等等。

真正的數字信號發生器必需驅動數字系統。其輸出是二進制脈沖流- 專用數字信號發生器不能生成正弦波或三角波。數字信號發生器的功能是為滿足計算機總線需求和類似應用而優化的。這些功能包括加快碼型開發速度的軟件工具，也可能包括為匹配各種邏輯系列而設計的探頭之類的硬件工具。

如前所述，從函數發生器到任意信號發生器到碼型發生器，當前幾乎所有高性能信號發生器都基于數字結構，支持靈活的編程能力和杰出的精度。

# 模擬信號發生器和混合信號發生器#

▼ 模擬信號發生器和混合信號發生器的類型

任意波形發生器

從歷史上看，生成各種波形的任務一直使用單獨的專用信號發生器完成，從超純音頻正弦波發生器到幾GHz 的 RF 信號發生器。盡管有許多商用解決方案， 但用戶通常必須根據手邊的項目定制設計或改動信號發生器。設計儀器質量的信號發生器非常困難，當然設計輔助測試設備會占用項目的寶貴時間。

幸運的是，數字采樣技術和信號處理技術給我們帶來了一個解決方案，可以使用一臺儀器- 任意波形發生器滿足幾乎任何類型的信號發生需求。任意波形發生器可以分成任意波形 / 函數發生器 (AFG) 和任意波形發生器 (AWG)。

任意波形 / 函數發生器 (AFG)

任意波形/ 函數發生器 (AFG) 滿足了廣泛的激勵需求；事實上，它是當前業內流行的信號發生器結構。一般來說，這一儀器提供的波形變化要少于 AWG 同等儀器，但具有杰出的穩定性及能夠快速響應頻率變化。如果 DUT 要求典型的正弦波和方波 ( 及其它 )，并能夠在兩個頻率之間幾乎即時開關，那么任意波形 / 函數發生器 (AFG) 提供了適當的工具。另一個特點是AFG 的成本低，對不要求 AWG 通用性的應用極具吸引力。

AFG的許多功能與 AWG 相同，但 AFG 設計成更加專用的儀器。AFG 提供了許多獨特的優勢：它生成穩定的標準形狀的波形，特別是最重要的正弦波和方波， 而且精確、捷變。捷變是指能夠迅速干凈地從一個頻率轉到另一個頻率。

大多數 AFG 提供了用戶熟悉的下述波形的某個子集：

• 正弦波

• 方 波

• 三角波

• 掃 描

• 脈 沖

• 鋸齒波

• 調 制

• 半正弦波

當然 AWG 也能提供這些波形，但當前 AFG 是為改善輸出信號的相位、頻率和幅度控制而設計的。此外，許多 AFG 提供了從內部來源或外部來源調制信號的方式，這對某些類型的標準一致性測試至關重要。

過去，AFG使用模擬振蕩器和信號調節創建輸出信號。最新的 AFG依賴直接數字合成 (DDS)技術確定樣點從存儲器中輸出時鐘的速率。

圖 16. 任意波形 / 函數發生器的結構 ( 簡圖 )。

DDS 技術使用一個時鐘頻率生成儀器范圍內的任何頻率，來合成波形。圖 16 以簡化形式概括了基于 DDS 的AFG 結構。

在相位累加器電路中，Delta (△) 相位寄存器接收來自頻率控制器的指令，表示輸出信號將在每個連續周期中前進的相位增量。在現代高性能 AFG 中，相位分辨率可能會低到 1/230，即約為 1/1,000,000,000。

相位累加器的輸出作為 AFG 波形存儲器部分的時鐘使用。儀器操作幾乎與 AWG 相同，但有一個明顯例外是波形存儲器一般只包含部分基本信號，如正弦波和方波。模擬輸出電路基本上是一個固定頻率的低通濾波器，保證只有感興趣的編程頻率 ( 沒有時鐘人工信號 ) 離開 AFG輸出。

為了解相位累加器怎樣創建頻率，想象一下控制器把值 1 發送到 30 位△相位寄存器。相位累加器△ 輸出寄存器將在每個周期中前進 360 ÷ 230，因為 360 度代表著儀器輸出波形的一個完整周期。因此，△ 相位寄存器值 1 在 AFG 范圍內生成頻率最低的波形，要求整整 2△ 增量，創建一個周期。電路將保持在這一頻率，直到 △相位寄存器加載一個新值。

大于 1 的值將更迅速地前進通過 360 度，生成更高的輸出頻率 ( 某些 AFG 采用不同的方法：它們跳過某些樣點，從而更快地閱讀存儲器，提高輸出頻率 )。唯一的變化是相位值由頻率控制器提供，根本不需要改變主時鐘頻率。此外，它允許波形從波形周期內的任何點開始。

圖 17. ( 左 ) 表示正弦波的一串樣點；

( 右 ) 重建的正弦波。

例如，假設必需生成一個從周期正向部分峰值開始的正弦波。基本數學運算告訴我們，這個峰值發生在 90 度。因此：

230 個增量 = 360° ; 且

90° = 360° ÷ 4; 那么

90° = 230 ÷ 4

在相位累加器收到一個等于 (230 ÷4) 的值時，它會提示波形存儲器從包含正弦波正峰值電壓的位置啟動。

典型的 AFG 在存儲器預編程部分存儲多個標準波形。從整體上看，正弦波和方波是許多測試應用使用最廣泛的應用。任意波形保存在存儲器中用戶編程的部分。可以以與傳統 AWG相同的靈活性定義波形。但是，DDS 結構不支持存儲器分段和波形排序。這些高級功能留給了高性能 AWG。

DDS 結構提供了杰出的頻率捷變性，可以簡便地在空中對頻率變化和相位變化編程，這特別適合任何類型的 FM DUT，如無線和衛星系統器件。如果特定 AFG 的頻率范圍足夠大，那么它為測試 FSK 和跳頻電話技術 ( 如GSM) 提供了理想的信號發生器。

AFG不能象 AWG 那樣創建想得到的幾乎任何波形， 但 AFG 能夠生成世界各地實驗室、維修設施和設計部門中最常用的測試信號。此外，它提供了杰出的頻率捷變性。重要的是，AFG通常是完成工作最經濟的方式。

任意波形發生器 (AWG)

不管您在磁盤驅動器檢定中需要由精確的 Lorentzian 脈沖定形的數據流，還是需要復調制 RF 信號測試基于GSM 或基于CDMA的手機，任意波形發生器 (AWG) 都可以生成您想得到的任何波形。您可以使用各種方法，從數學公式到“畫出”波形，創建所需的輸出。

從本質上看，任意波形發生器 (AWG) 是一種完善的播放系統，它根據存儲的數字數據提供波形，這些數字數據描述了 AC信號不斷變化的電壓電平。它是一種方框圖看起來很簡單的工具。為解釋AWG概念， 我們舉一個大家熟悉的例子，比如實時讀出存儲數據的唱片機 ( 在 AWG中是自己的波形存儲器；在唱片機中是唱片本身 )。它們都輸出一個模擬信號或波形。

圖 18. 任意波形發生器的結構 ( 簡圖 )。

從本質上看，任意波形發生器 (AWG) 是一種完善的播放系統，它根據存儲的數字數據提供波形，這些數字數據描述了 AC信號不斷變化的電壓電平。它是一種方框圖看起來很簡單的工具。為解釋AWG概念， 我們舉一個大家熟悉的例子，比如實時讀出存儲數據的唱片機 ( 在 AWG中是自己的波形存儲器；在唱片機中是唱片本身 )。它們都輸出一個模擬信號或波形。

為理解 AWG，首先必需掌握數字采樣的廣義概念。顧名思義，數字采樣是使用樣點或數據點定義一個信號，這些樣點或數據點沿著波形的斜率表示一串電壓測量。通過使用示波器等儀器實際測量波形，或使用圖形或數學技術，可以確定這些樣點。圖 17 ( 左 ) 說明了一串樣點。盡管曲線使其得間隔似乎發生變化，但所有這些點都以統一的時間間隔采樣。在AWG中，采樣的值以二進制形式存儲在快速隨機存取存儲器(RAM) 中。

通過使用存儲的信息，可以讀回存儲器位置，通過數模轉換器(DAC)輸入數據點，在任何時間重建信號( 下圖 )。圖 17 ( 右 )說明了結果。注意 AWG的輸出電路在樣點之間濾波，以連接各個點，創建干凈的不間斷的波形形狀。DUT不會把這些點“看作”離散的點， 而是看作連續的模擬波形。

AWG 提供了幾乎任何其它儀器都不能匹配的通用性。由于其能夠生成可以想到的任何波形，因此 AWG 支持從汽車防抱死制動系統模擬到無線網絡極限測試的各種應用。

圖 19. 高性能混合信號發生器：泰克 AWG7000 系列任意波形發生器。

▼混合信號發生器系統和控制功能

與作為完整測量解決方案激勵單元的角色一樣，混合信號發生器的控制和子系統采用專門設計，加快了各種波形類型的開發速度，提供了擁有完整保真度的波形。

最基本的、經常處理的信號參數都有自己專用的前面板控制功能。比較復雜的操作及需要頻次較低的操作則通過儀器顯示屏上的菜單進入。

LevelControl ( 電平控制 ) 負責設置輸出信號的幅度和偏置電平。在圖 19 所示的信號發生器中，前面板上的專用電平控制功能可以簡便地設置幅度和偏置值，而不必依賴多級菜單。

Timing Control ( 定時控制 ) 通過控制采樣率，設置輸出信號的頻率。這里，基于硬件的專用控制功能也簡化了基本水平參數的設置。

注意，上面的任何參數都不控制儀器生成的實際波形。這一功能位于編輯 /控制屏幕上的菜單中。觸摸面板或鼠標選擇感興趣的視圖，其可能會提供控制功能，在圖形用戶界面中定義順序或數字輸出設置，如圖 20 所示。在啟動這樣一個頁面后，您只需使用數字鍵盤和 / 或通用滾動旋鈕填空即可。

圖20. AWG 用戶界面，其中顯示了用來選擇菜單的設置欄。

▼性能指標和考慮因素

下面是部分參數定義，這些參數描述了混合信號發生器的性能。您會看到各種手冊、參考書籍、教程及介紹信號發生器或應用的任何地方都在使用這些術語。

存儲深度 ( 記錄長度 )

存儲深度或記錄長度與時鐘頻率一起使用。存儲深度決定著可以存儲的最大樣點數量。每個波形樣點占用一個存儲器位置。每個位置等于當前時鐘頻率下采樣間隔的時間。例如，如果時鐘以 100 MHz 運行，那么存儲的樣點間隔是 10 ns。

在許多頻率上，存儲深度在信號保真度中發揮著重要作用，因為它決定著可以存儲多少個數據點來定義一個波形。特別是在復雜波形中，存儲深度對精確復現信號細節至關重要。提高存儲深度的好處可以概括如下：

• 可以存儲更多周期的希望波形，存儲深度與信號發生器的排序功能相結合，允許儀器靈活地把不同波形聯接起來，創建無窮多個循環、碼型等等。

• 可以存儲更多的波形細節。復雜的波形在脈沖邊沿和瞬態信號中可能有高頻信息。很難內插這些快速瞬態信號。為真實地復現復雜的信號，可以使用提供的波形存儲器容量，存儲更多的瞬態信號和波形， 而不是更多的信號周期。

高性能混合信號發生器提供了深存儲深度和高采樣率。這些儀器可以存儲和復現復雜的波形，如偽隨機碼流。類似的，具有深存儲器的這些快速信號發生器可以生成非常簡單的數字脈沖和瞬態信號。

圖 21. 通過充足的存儲深度，任意信號發生器可以復現異常復雜的波形。

采樣 ( 時鐘 ) 速率

采樣率通常用每秒兆樣點或千兆樣點表示，表明了儀器可以運行的最大時鐘或采樣率。采樣率影響著主要輸出信號的頻率和保真度。內奎斯特采樣定理規定，采樣頻率或時鐘速率必須至少是生成的信號中最高頻譜成分的兩倍，以保證精確地復現信號。例如，為生成 1 MHz 的正弦波信號，必需以 2 M 樣點 / 秒 (MS/s) 的頻率生成樣點。盡管這一定理通常只是作為采集指導準則使用，但與示波器一樣，其與信號發生器的相關性非常明確：存儲的波形必須有足夠的點數，以真實地重現希望的信號細節。

信號發生器可以獲得這些樣點，然后以規定極限范圍內任何頻率從存儲器中讀出這些樣點。如果存儲的樣點集符合內奎斯特定理，并描述了一個正弦波，那么信號發生器將相應地濾波波形，輸出一個正弦波。

計算信號發生器可以生成的波形頻率需要對一些簡單的公式求解，以存儲器中存儲了一個波形周期的儀器為例：

假設 100 MS/s 的時鐘頻率和存儲深度或記錄長度， 共 4000 個樣點，那么：

F 輸出= 時鐘頻率 ÷ 存儲深度

F 輸出=100,000,000 ÷ 4000

F 輸出 = 25,000 Hz ( 或 25 kHz)

圖 22 說明了這一概念。

在規定的時鐘頻率上，樣點距離約為 10ns。這是波形的時間分辨率( 水平 )。一定不要把這個概念與幅度分辨率 ( 垂直 ) 弄混了。

為進一步推進這一流程，我們假設樣點 RAM 包含的不是一個波形周期，而是包含四個波形周期：

F 輸出= (時鐘頻率 ÷ 存儲深度 ) x ( 存儲器中的周期數量 )

F 輸出 = (100,000,000 ÷ 4000) x (4)

F 輸出=(25,000Hz) x (4)

F 輸出=100,000 Hz

新的頻率是 100 kHz。圖 23 說明了這一概念。

在本例中，時間分辨率仍為 10 ns，但每個波形周期

只用 1000 個樣點表示，產生的信號保真度要更低。

圖 22. 在 100 MHz 的時鐘頻率時，一個 4000 點的波形作為 25 kHz 的輸出信號傳送。

圖 23. 通過使用四個存儲的波形和一個 100 MHz 時鐘，生成了一個 100 kHz 信號。

圖 24. 充足的帶寬保證不會漏掉任何信號細節。

帶寬

儀器的帶寬是一種模擬術語，它與采樣率無關。信號發生器輸出電路的模擬帶寬必須足以處理其采樣率將支持的最大頻率。換句話說，必須有足夠的帶寬，能夠傳送從存儲器中輸出時鐘的最高頻率和轉換時間，而不會劣化信號特點。在圖 24 中，示波器顯示屏揭示了充足帶寬的重要性。最上面的軌跡顯示了高帶寬信號發生器完善的上升時間，其它軌跡則顯示了由于輸出電路設計較差而導致的劣化效果。

垂直 ( 幅度 ) 分辨率

在混合信號發生器中，垂直分辨率與儀器 DAC 的二進制字長度( 單位為位) 有關，位越多，分辨率越高。DAC 的垂直分辨率決定著復現的波形的幅度精度和失真。分辨率不足的 DAC 會導致量化誤差，導致波形生成不理想。

圖 25. ( 上 ) 垂直分辨率低；( 下 ) 垂直分辨率高。垂直分辨率決定著復現的波形的幅度精度。

盡管越高越好，但在 AWG 中，頻率較高的儀器的分辨率 (8 位或 10 位 ) 通常要低于 12 位或 14 位的通用儀器。10 位分辨率的AWG 提供了 1024 個樣點電平， 分布在儀器的整個電壓范圍內。例如，如果這個 10 位AWG 的總電壓范圍為 2 Vp-p，那么每個樣點表示大約 2 mV 的步進，這是儀器在沒有額外衰減器的情況下可以提供的最小增量，其中假設它不受結構中其它因素的限制，如輸出放大器增益和偏置。

水平 ( 定時 ) 分辨率

水平分辨率表示創建波形可以使用的最小時間增量。一般來說，這個指標使用下面的公式計算得出的。

T =1/F

其中 T 是定時分辨率，單位為秒；F 是采樣頻率。

根據這一定義，最大時鐘速率是 100 MHz 的信號發生器的定時分辨率是 10 ns。換句話說，這一混合信號發生器輸出波形的特點是由一串相距 10 ns 的步進確定的。某些儀器提供了工具，明顯擴展了輸出波形的有效定時分辨率。盡管其沒有提高儀器的基本分辨率，但這些工具對波形應用變化，復現以皮秒增量移動邊沿時的影響。

圖 26. ( 上 ) 水平分辨率低 ;( 下 ) 水平分辨率高。水平或定時分辨率是指邊沿、周期時間或脈寬可以變動的最小時間增量。

圖27.多條輸出通道。

圖28.標記輸出。

輸出通道數量

許多應用要求信號發生器有一條以上的輸出通道。例如，測試汽車防抱死制動系統要求四個激勵信號 ( 原因很明顯 )。生物物理研究應用要求多個信號發生器， 模擬人體產生的各種電信號。復雜的 IQ調制電信器件在兩個相位中每個相位都要求一個單獨的信號。

為滿足這些需求，已經出現了各種 AWG 輸出通道配置。某些 AWG 可以提供最多四條獨立的全帶寬模擬激勵信號通道。其它AWG 則提供最多兩個模擬輸出， 并輔以最多 16 個高速數字輸出用于混合信號測試。通過后一類工具，用戶可以只使用一臺綜合儀器，同時測試器件的模擬、數據和地址總線。

數字輸出

某些 AWG 包括單獨的數字輸出。這些輸出分成兩類：標記輸出和并行數據輸出。

圖 29. 并行數字輸出。

標記輸出提供了與信號發生器主模擬輸出信號同步的二進制信號。一般來說，標記可以輸出與特定波形存儲器位置 ( 樣點 ) 同步的一個脈沖 ( 或多個脈沖 )。可以使用標記脈沖，對同時從混合信號發生器接收模擬激勵信號的 DUT，同步其數字部分。同樣重要的是，標記可以在 DUT 的輸出一側觸發采集儀器。標記輸出一般從獨立于主波形存儲器的存儲器中驅動。

并行數字輸出從與信號發生器主模擬輸出相同的存儲器中獲得數字數據。在特定波形樣點值出現在模擬輸出上時，并行數字輸出上會提供同等的數字值。在測試數模轉換器時，這些數字信息可以隨時作為比較數據使用。數字輸出也可以獨立于模擬輸出編程。

濾波

一旦確定了基本波形，那么可以使用其它操作，如濾波和排序，分別改變或擴展波形。濾波可以從信號中去掉選擇的頻段成分。例如，在測試模數轉換器 (ADC) 時，必需保證來自信號發生器的模擬輸入信號的頻率不會高于轉換器一半的時鐘頻率。這可以防止 DUT 輸出中出現不想要的假信號失真，否則會影響測試結果。假信號是指在感興趣的頻率范圍內插入失真后的轉換產物。沒有假信號的 DUT是不能產生有意義的測量結果的。

消除這些頻率的一種可靠方式是對波形應用陡峭的低通濾波器，允許指定點之下的頻率通過，明顯衰減截止頻率之上的頻率。還可以使用濾波器，整形方波和三角波之類的波形。有時候通過這種方式改變現有波形要比創建新波形簡單。過去，工程師必需使用信號發生器和外部濾波器，才能實現這些結果。幸運的是， 當前許多高性能信號發生器具有可以控制的內置濾波器。

圖 30. 濾波前和濾波后。參考 1 ( 上 ) 波形是沒有濾波的鋸齒波形，通道 1 ( 下 ) 波形是濾波后的鋸齒波形。

排序

通常情況下，必需創建長波形文件，以全面對 DUT 執行測試。在重復波形部分時，波形排序功能可以節約大量繁瑣的、存儲器密集型波形編程工作。排序功能可以在儀器存儲器中存儲數量龐大的“虛擬”波形 周期。波形排序器借用了計算機領域的命令，如循環、跳躍等等。這些指令位于與波形存儲器不同的序列存儲器中，可以重復指定的波形存儲器段。程控重復計數器、外部事件分支和其它控制機制決定著運行周期數量及其發生的順序。通過序列控制器，可以生成長度幾乎沒有限制的波形。

舉一個非常簡單的例子，想象下一個 4000 點存儲器有一個干凈的脈沖，這個脈沖占了一半的存儲器(2000 點 )；另外一個失真的脈沖則占了另一半存儲器。如果我們僅限于基本重復存儲器內容，那么信號發生器會一直順序重復兩個脈沖，直到接到命令停止。而波形排序功能則改變了這一切。

假設您希望失真的脈沖在每隔 511 個周期后連續出現兩次。您可以編寫一個序列，重復干凈的脈沖 511次， 然后跳到失真的脈沖，重復兩次，然后再回到循環開頭，再次執行各個步驟。圖 32 說明了這一概念。

循環重復可以設成無窮大、指定值、或通過事件輸入進行控制。我們已經討論過存儲的波形周期數與得到的定時分辨率之間成反比，排序功能則可以大大改善靈活性，而不會損害各個波形的分辨率。

這里要注意，被排序的任何波形段的相位和幅度必須從一個段的最后一個樣點正確跳變到下個段的第一個樣點。在 DAC 試圖突然變成新值時，這個跳變中的任何問題都會導致不想要的毛刺。

圖 31. 可以使用循環和重復擴展 AWG 的波形存儲器容量。

盡管這個例子是非常基本的例子，但它代表著檢測不規則的碼型相關誤差所需的一種功能。一個例子是通信電路中的碼間干擾。在一個周期中的信號狀態影響到后續周期中的信號，使其失真、甚至會改變其值時， 會發生碼間干擾。通過波形排序功能，可以使用信號發生器作為激勵裝置運行長期極限測試，時間可以擴展到幾天、甚至幾周。

集成編輯器

假設您需要一串波形段，它們擁有相同的形狀，但在波形串推進時幅度不同。為創建這些幅度變化，您可能要使用脫機波形編輯器，重新計算波形或重新畫出波形。但這兩種方法都不必要地耗費大量的時間。更好的方法是使用能夠同時在時間和幅度上改變波形的集成編輯工具。

當前的混合信號發生器提供了多種編輯工具，簡化了波形創建任務：

• 圖形編輯器 - 這個工具可以構建和查看波形表示；然后可以匯編及把得到的數據點存儲在波形存儲器中。

• 序列編輯器 - 這個編輯器包含計算機類編程指令( 跳躍 , 循環等 )，這些指令在序列中指定的存儲波形上操作。

圖 32. 圖形編輯器和序列編輯器相結合，靈活地創建波形。

數據導入功能

數據導入功能可以使用在信號發生器外面創建的波形文件。

例如，可以通過 GPIB 或以太網把現代數字存儲示波器捕獲的波形簡便地傳送到混合信號發生器中。這一操作對使用“黃金標準器件”的參考信號測試該器件 所有后續生成副本的測試方法至關重要。可以使用儀器的編輯工具處理信號，就象存儲的任何其它波形一樣。

模擬器和其它電子設計自動化 (EDA) 工具是另一種有用的波形來源。由于能夠引入、存儲和重建EDA 數據， 信號發生器可以加快早期設計原型的開發速度。

圖 34. 數據導入功能。

設置 AWG 的最后一步是在必要的地方匯編文件 ( 與來自公式編輯器的文件一樣 )，把匯編后的文件存儲在硬盤上。“Load”( 加載 ) 操作把波形放入AWG 的動態存儲器中，然后復用并發送到 DAC，然后以模擬形式輸出。

這些是在 AWG 上生成波形的基本步驟。如前所述， 波形文件可以使用單獨的序列編輯器級聯到序列中， 生成長度幾乎沒有限制及任何復雜度的信號流。

▼創建復雜的波形

當前工程設計生命周期的加快實現了更快的產品開發周期，盡可能簡便高效地使用實際環境信號和特點測試設計至關重要。為生成這些實際環境信號，必須先創建這些信號。在歷史上，創建這些波形一直是一個挑戰，提高了被設計或被測試的產品的開發周期。通過通用軟件工具( 如 ArbExpress) 或特定應用工具( 如SerialExpress? 和 RFXpressTM)， 可以簡便地創建和編輯復雜的波形。

ArbExpressTM

ArbExress 是用于 AWG 和 AFG 儀器的一種波形創建和編輯工具。這種基于 Windows(PC) 的應用軟件可以從泰克示波器中捕獲波形，或從標準波形庫中創建波形。

圖35. 使用ArbExpressTMfor PC 方便地創建和編輯任意波形。

在示波器采集向導的引導下，您可以方便地建立到選定示波器的連接，從提供的通道和存儲器位置中選擇數據來源。可以通過光標全面導入波形或提取波形段。還可以對波形二次采樣，以匹配預計信號發生器的定時分辨率。

在 ArbExpress 中，還可以通過單點畫圖工具或通過數字數據表輸入，在標準波形基礎上自由定義波形。一旦已經創建了波形，可以使用數學運算功能或編輯工具，簡便地增加異常事件。還可以在時間或幅度軸中方便地位移波形段或整個波形，從而可以輕松生成實際環境信號。

SerialXpress?

新一代高速串行標準支持 3 - 6 Gb/s的數據速率。在這些更高的速度下，新設計運行的定時余量不斷縮小，要求實現接收機檢定，以完善傳統的發射機測試。

SerialXpress 應用軟件程序是專為 SATA、HDMI、PCI-Express等高速串行數據應用設計的。為高效評估電路特點及是否滿足監管標準，工程師們必須能夠在測試過程中引入各種已知異常信號。必須仿真周期性抖動、隨機抖動、預加重 / 去加重信號及變化的邊沿速率等信號特點，以保證接收機正常運行。

通過 SerialXpress 之類的應用軟件程序，工程師們可以在一致性測試過程中簡便地增加信號損傷。在許多情況下，這些程序提供了過去要求多臺儀器才能實現的靈活性和信號控制功能。圖 36 和圖 37 顯示了SerialXpress 為典型 SerialATA (SATA) 波形提供的設置界面。工程師們可以簡便地增加數據速率、信號幅度、上升時間 / 下降時間和信號損傷。通過SerialXpress，用戶還可以控制損傷的規模和幅度，并可以與其它異常信號同時或獨立分析每種損傷。

圖 36. 預加重的標準 SATA 波形。

圖 37. SerialXpress 可以輕松生成損傷信號。

RFXpressTM

RFXpress 是一種基于 PC 的現代軟件工具，它提供了圖形用戶界面，能夠以可視方式確認波形和設置。RFXpress 提供了拖放式波形編輯功能以及基于向導的校準程序，可以快捷簡便地合成波形。用戶可以創建所需的具體波形，全面、徹底、可重復地執行設計驗證，實現余量測試和一致性測試。RFXpress 大大減少了創建和仿真信號所需的時間，進而縮短了整體開發時間和測試時間。

為簡化通用波形和標準波形的波形創建過程，RFXpress 還可以自動包裹校正動作和歸一化波形幅度。自動包裹校正動作消除了頻譜毛刺，在波形連續重復、波形開頭和末尾之間信號幅度差很大時，會發生這種頻譜毛刺。

RFXpress提供了專門的“插件”選項，實現了完善的 WiMedia信號特性。例如，盡管 WiMedia規定了RF頻段組和中頻，但工程師可能要在中頻執行測試。RFXpress 允許用戶在WiMedia 采用的中頻及標準 RF 頻率上定義AWG 功能范圍內的信號。

在 WiMedia 一致性測試模式下，可以簡便合成復雜的 MB-OFDM 信號。RFXpress包含已經采用的WiMedia信號標準，用戶可以選擇最高級的信號特性。這簡化了標準規定的信號特性的編程工作，同時降低了編寫信號時因疏忽而出現的錯誤。

圖 38. RFXpress 創建的單載波 RF 波形。

圖 39. 使用 RFXpress 創建的復雜的 UWB 波形。

總結

許多工程師把調試和設計檢驗等任務看作純粹的“測量”挑戰，隨即會把示波器或邏輯分析儀看成解決問題的整個方案。但是，這些采集儀器在工作中有一個重要的配套儀器：激勵儀器 - 信號發生器。

激勵和采集儀器相結合，構成了完整的解決方案，可以使用復雜的實際環境信號驅動被測器件，采集得到的輸出結果。示波器是采集使用的行業標準工具。但只有通過信號發生器，工程師才能真正控制進入器件的信號。此外，通常還必需有效控制器件的輸出。

類似的，信號發生器使余量測試和檢定成為可能。在處理信號發生器和示波器或邏輯分析儀時，工程師可以探索設計性能的極限，使用信號發生器引入故意的極限條件、使用示波器測量結果，或在發生數字錯誤時使用邏輯分析儀捕獲數據。

信號發生器和采集儀器相結合，從磁盤驅動器設計到電信一致性測試，提供了完整的測量解決方案。