Генератор стандартных сигналов (function Generator – fgen)

Генератор стандартных сигналов (или генератор функций) используется для генерации аналоговых сигналов наиболее распространенных типов (гармонический, прямоугольный, треугольный и т.д.). Использование генератора существенно облегчает процесс тестирования и калибровки схем. Частоту сигналов можно менять обычно от единиц герц до десятков килогерц.

Генератор качающейся частоты («чирпированной» или «свипированной» частоты) также относится к классу генераторов специальных сигналов с дополнительными

возможностями: он формирует гармонический сигнал, частота которого постоянно

изменяется со временем. Такой сигнал помогает найти проблемные места схемы,

чувствительные к изменениям частоты.

В диалоговом окне NI ELVISmx Instrument Launcher необходимо выбрать иконку с названием FGEN, на экране появится окно NI ELVISmx Function Generator. Рассмотрим функциональность этого виртуального прибора.

 

В поле Waveform Settings имеется возможность изменения следующих параметров:

Sine Wave – гармоническая форма генерируемого сигнала.

Triangle Wave – треугольная форма генерируемого сигнала.

Square Wave – прямоугольная форма генерируемого сигнала.

Frequency – частота выходного сигнала. Существует возможность устанавливать значение частоты с клавиатуры в поле под круговой ручкой(Knob), отвечающей за изменение частоты. Значение по умолчанию – 100 Гц.

Amplitude – значение амплитуды сигнала (полного размаха колебаний от максимума до минимума генерируемого сигнала). Есть возможность устанавливать значение амплитуды с клавиатуры в поле под круговой ручкой (Knob), отвечающей за изменение амплитуды. Значение по умолчанию 1 В.

DC Offset – сдвиг постоянной составляющей генерируемого сигнала. Можно

устанавливать значение постоянной составляющей с клавиатуры в поле под круговой

ручкой (Knob), отвечающей за её изменение. Значение по умолчанию 0 В.

Duty Cycle – коэффициент заполнения (процентное соотношение длительности импульса к периоду повторения импульсов). Этот элемент управления доступен только в случае выбора прямоугольного типа генерируемого сигнала. Значение по умолчанию 50%.

Modulation Type – тип модуляции генерируемого сигнала (AM – амплитудная модуляция, FM – частотная модуляция). Значение по умолчанию – None (т.е. генерируемый сигнал не модулирован).

В поле настроек генератора качающейся частоты Sweep Settings имеется возможность

управления следующими параметрами:

Start Frequency – нижняя граница диапазона частот генерируемого сигнала. Значение по умолчанию 100 Гц.

Stop Frequency – верхняя граница диапазона частот генерируемого сигнала. Значение по умолчанию 1000 Гц.

Step – шаг изменения частоты при сканировании в выбранном диапазоне частот.

Значение по умолчанию 100 Гц.

Step Interval – временной интервал между последовательными изменениями частоты генерируемого сигнала. Значение по умолчанию 1000 мс.

Также существует возможность выбрать тип вывода генерируемого сигнала (Signal Route): на макетную плату (Prototyping board) или на BNC разъёмы с надписью «FGEN» на боковой панели NI ELVIS (FGEN BNC).

Работу генератора стандартных сигналов ВП NI ELVISmx Function Generator проще всего проверить с помощью осциллографа. Для этого:

1.Запустите NI ELVISmx Instrument Launcher.

2. Выберите иконку с надписью Scope. (На экране появится лицевая панель ВП NI ELVISmx Oscilloscope.)

3 На лицевой панели ВП NI ELVISmx Oscilloscope установите в качестве источника сигнала по первому каналу Channel 0 AI 7, а второй канал Channel 1 сделайте неактивным (в поле Channel 1 Settings уберите галочку напротив надписи Enable).

 

 

Для анализа генерируемого сигнала по первому каналу AI 7 необходимо соединить контактный разъём FGEN с располагающийся на макетной плате NI ELVIS II разъемом AI 7 ⁺, а AI 7^- соеденить с AIGND.

Сгенерируем с помощью ВП NI ELVISmx Function Generator гармонический

немодулированный сигнал с частотой 250 Гц и амплитудой 3 В. В этом случае настройки

лицевой панели ВП NI ELVISmx Function Generator должны быть следующими:

 

 

Если всё сделано правильно, то на экране ВП NI ELVISmx Oscilloscope должен отображаться генерируемый сигнал.

 

 

Обратите внимание, что на экране под осциллограммой, напротив метки CH 0 Meas в качестве измеряемых по первому каналу осциллографа CH 0 величин присутствуют частота Freq и амплитуда Vp-p сигнала, генерируемого с помощью ВП NI ELVISmx Function Generator. Измеряемые значения частоты и амплитуды сигнала соответствуют значениям частоты и амплитуды генерируемого сигнала, задаваемым с лицевой панели ВП NI ELVISmx Function Generator.

Изменяя типы генерируемых сигналов (гармонический, треугольный и прямоугольный), а также параметры генерируемого сигнала (частоту, амплитуду), наблюдаем за этими изменениями на осциллографе.

 

Частоту и амплитуду гармонического сигнала можно изменять в ручном режиме с

помощью ручек на лицевой панели NI ELVIS II, расположенных в правом нижнем углу с

пометкой FUNCTION GENERATOR, MANUAL MODE. Для того чтобы перевести работу этого виртуального прибора в ручной режим необходимо в диалоговом окне NI ELVISmx Function Generator внизу отметить пункт Manual Mode. Если всё выполнено правильно то вы увидете на установке:

 Кроме того, прибор дает возможность регулировать постоянную составляющую сигнала, осуществлять развертку сигнала по частоте, формировать сигналы с амплитудной (АМ) и частотной (ЧМ) модуляцией.

Задание №1