Генератор сигналов произвольной формы ( AWG ) — это часть электронного испытательного оборудования, используемого для генерации электрических сигналов . [1] [2] [3] Эти сигналы могут быть как повторяющимися, так и однократными (только один раз), в этом случае требуется какой-либо источник запуска (внутренний или внешний). Полученные сигналы могут быть введены в тестируемое устройство и проанализированы по мере их прохождения через него, подтверждая правильную работу устройства или выявляя неисправность в нем.
В отличие от генераторов функций , генераторы сигналов произвольной формы могут генерировать любую произвольно заданную форму волны в качестве выходного сигнала. [1] Форма волны обычно определяется как ряд «точек маршрута» (определенных целевых значений напряжения, возникающих в определенное время вдоль формы волны), и генератор сигналов произвольной формы может либо переходить на эти уровни, либо использовать любой из нескольких методов для интерполяции между этими уровнями.
Например, прямоугольную волну с рабочим циклом 50% легко получить, определив всего две точки: в момент t 0 установите выходное напряжение на 100% и в момент t 50% установите выходное напряжение обратно на 0. Установите AWG на скачок (не интерполяцию) между этими значениями, и результатом будет желаемая прямоугольная волна. Для сравнения, треугольную волну можно получить из тех же данных, просто установив AWG на линейную интерполяцию между этими двумя точками.
Поскольку AWG синтезируют формы волн с использованием методов цифровой обработки сигналов , их максимальная частота обычно ограничена не более чем несколькими гигагерцами . Выходной разъем устройства обычно представляет собой разъем BNC и требует терминирования сопротивлением 50 или 75 Ом .
Генераторы сигналов произвольной формы, как и большинство генераторов сигналов , могут также содержать аттенюатор , различные средства модуляции выходной формы волны и часто содержат возможность автоматически и повторно «развертывать» частоту выходной формы волны (с помощью генератора, управляемого напряжением ) между двумя пределами, определяемыми оператором. Эта возможность позволяет очень легко оценить частотную характеристику заданной электронной схемы .
Некоторые AWG также работают как обычные генераторы функций. Они могут включать стандартные формы сигналов, такие как синусоидальные, квадратные, пилообразные, треугольные, шумовые и импульсные. Некоторые блоки включают дополнительные встроенные формы сигналов, такие как экспоненциальные времена нарастания и спада, sinx/x и сердечные. Некоторые AWG позволяют пользователям извлекать формы сигналов из ряда цифровых и смешанных осциллографов. Некоторые AWG могут отображать график формы сигнала на своем экране — режим графика. Некоторые AWG имеют возможность выводить шаблон слов на многобитовый разъем для имитации передачи данных, объединяя свойства как AWG, так и цифровых генераторов шаблонов .
Одной из особенностей генераторов сигналов произвольной формы на основе DDS является то, что их цифровая природа позволяет работать нескольким каналам с точно контролируемыми фазовыми смещениями или частотами, связанными с отношением. Это позволяет генерировать полифазные синусоидальные волны, созвездия IQ или моделировать сигналы от механических систем с зубчатыми передачами, таких как реактивные двигатели. Также возможны сложные модуляции канал-канал.
Некоторые модели AWG включают различные схемы обнаружения для настройки выходных сигналов в реальном времени на основе различных видов результатов измерений, полученных, например, путем демодуляции сигнала, подсчета фотонов или запуска с помощью осциллографа. Интеграция для генерации и обнаружения сигнала помогает минимизировать время обратной связи для требовательных приложений, например, в некоторых реализациях квантовой коррекции ошибок и квантовой телепортации.