函数信号发生器占空比

函数信号发生器是一种信号发生装置，能产生某些特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等）信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。

信号发生器一般区分为函数信号发生器及任意波形发生器，而函数波形发生器在设计上又区分出模拟及数字合成式。众所周知，数字合成式函数信号源无论就频率、幅度乃至信号的信噪比（S/N）均优于模拟，其锁相环（ PLL）的设计让输出信号不仅是频率精准，而且相位抖动（phase Jitter）及频率漂移均能达到相当稳定的状态，但毕竟是数字式信号源，数字电路与模拟电路之间的干扰，始终难以有效克服，也造成在小信号的输出上不如模拟式的函数信号发生器。

如何用函数信号发生器产生低占空比的信号

如果您要表征数字器件特性，通常会用脉冲发生 器产生所需要的信号。但对于像微控制器这样的低频 应用，您可使用较便宜的通用函数发生器产生低占空 比信号。

今天的通用函数发生器是有众多功能的信号源，它 们采用直接合成的数字信号产生方案，可产生带有内置 扫描和调制的多种类型的波形和频率。有些发生器更具 有产生任意波形的能力。虽然一般都具有极稳定的频率 和很低的失真，但并不完全适合产生低占空比的信号。

当您用通用函数发生器产生可变占空比方波时，占 空比通常限制为 20% 至 80%，并以 1% 步进。另一项限 制是函数发生器的带宽；典型函数发生器可产生达15MHz 的方波。有限带宽造成上升和下降时间约为20ns－－因此最小的脉冲宽度为 40ns。

对每一步骤的说明

您能用今天许多函数发生器都具有的突波模式能力 产生低占空比脉冲，从把方波的周期设置为相应所需短 脉冲的宽度开始。由于方波是连续的，需要有“选通” 信号的方法。我们把发生器设置为重复发送方波的一个 周期或突波，方波极低的频率相当于所需的脉冲间隔。

为使您清楚理解这一过程，我们以 Agilent 33120A函数／任意波形发生器为例。在这一个例子中要每200s 产生一个1s 的脉冲，相应的占空比为 0.5%。

在开始前需要先计算具有 1s 正脉冲宽度（即 2s 周期）的方波频率。该周期的倒数即 500kHz 的频率。把 函数发生器输出设置为该频率。

由于我们的目标是每 200s 一个脉冲突波波形，其 倒数是 5kHz 的重复率。这也称为突波率（见图 1）。

第一步，设置脉冲

首先选择方波功能，设置脉冲的输出幅度为 1Vpp。 接着按脉冲宽度设置相应的频率。按我们前面的计算，2s 周期的频率为 500kHz（正1s，负1s）。

第二步，设置突波

按 Shift，然后按 Burst（Burst 指示器被点亮）选择33120A 的突波模式。再按 Shift 和 Recall Menu 把突波 计数设置为 1，使您能直接取显示上的突波计数命令。

通过在菜单结构中的往下移动（按向下箭头，↓），验 证计数确实设置为 1 。为在存储器中保存此值， 按 Enter。下一步是确保 500kHz 信号中没有任何相移，即 把突波相位设置为 0°。再次按 Shift 和 Recall Menu， 然后按向右箭头 （》），直到显示中出现突波相位。使用 向下箭头（↓） 把相位设置为 0°。再按 Enter 保存该值 和退出菜单。

第三步，设置突波

现在把突波率设置至所需要的 5kHz 频率。再次按Shift，然后按 Recall Menu，以跳入菜单。按向右箭头（》）直到显示中出现突波率，用向下箭头（↓）送入 5kHz值。按 Enter 保存该值。

第四步，把突波源设置为内部

对于33120A，可通过内部或外部触发突波模式。在 这一案例中，我们将使用内触发的突波模式。对于最终 时间，按 Shift》Recall Menu，然后用向右箭头（ 》 ）， 直到显示中出现突波源。用向下箭头（↓）验证突波模式 设置为 INT（内部）。您可通过把旋钮旋到零（只有一 个旋钮）把它设置到 INT。再次用 Enter 保存该值。检 查示波器上的输出示出扩展的标度（图 2 说明如何观 察）。您将看到读出频率为5kHz，脉冲宽度为 1ms，占空比为 0.5%，全都符合我们的要求。

除了方波外，您也可把这项技术用于其它波形。如 正弦波，三角波，甚至还能包括任意波形。还可调整任意类型脉冲的相位和偏置。

图 2： 示波器示出 1s， 0.5% 占空比脉冲

图 3： 用突波模式输出低占空比的任意波形

结论

您能用这项技术在有突波触发能力的通用函数发生 器上产生低占空比脉冲。函数发生器的频率能力将限制 所能产生脉冲的宽度和可使用的重复率。但这项技术将 允许您用通用函数发生器产生低占空比脉冲，而不需要 求助于更昂贵的脉冲发生器。