●存儲(chǔ)深度 ( 記錄長(zhǎng)度)
存儲(chǔ)深度或記錄長(zhǎng)度與時(shí)鐘頻率一起使用,存儲(chǔ)深度決定著可以存儲(chǔ)的最大樣點(diǎn)數(shù)量。每個(gè)波形樣點(diǎn)占用一個(gè)存儲(chǔ)器位置,每個(gè)位置等于當(dāng)前時(shí)鐘頻率下采樣間隔的時(shí)間。例如,如果時(shí)鐘以100 MHz 運(yùn)行,那么存儲(chǔ)的樣點(diǎn)間隔是10 ns。
在許多頻率上,存儲(chǔ)深度在信號(hào)保真度中發(fā)揮著重要作用,因?yàn)樗鼪Q定著可以存儲(chǔ)多少個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)定義一個(gè)波形。特別是在復(fù)雜波形中,存儲(chǔ)深度對(duì)精確復(fù)現(xiàn)信號(hào)細(xì)節(jié)至關(guān)重要。提高存儲(chǔ)深度的好處可以概括如下:
※可以存儲(chǔ)更多周期的希望波形,存儲(chǔ)深度與信號(hào)發(fā)生器的排序功能相結(jié)合,允許儀器靈活地把不同波形聯(lián)接起來(lái),創(chuàng)建無(wú)窮多個(gè)循環(huán)、碼型等等。
※可以存儲(chǔ)更多的波形細(xì)節(jié)。復(fù)雜的波形在脈沖邊沿和瞬態(tài)信號(hào)中可能有高頻信息。很難內(nèi)插這些快速瞬態(tài)信號(hào)。為真實(shí)地復(fù)現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào),可以使用提供的波形存儲(chǔ)器容量,存儲(chǔ)更多的瞬態(tài)信號(hào)和波形,而不是更多的信號(hào)周期。
●采樣( 時(shí)鐘) 速率
采樣率通常用每秒兆樣點(diǎn)或千兆樣點(diǎn)表示,表明了儀器可以運(yùn)行的最大時(shí)鐘或采樣率。采樣率影響著主要輸出信號(hào)的頻率和保真度。內(nèi)奎斯特采樣定理規(guī)定采樣頻率或時(shí)鐘速率必須至少是生成的信號(hào)中最高頻譜成分的兩倍,以保證精確地復(fù)現(xiàn)信號(hào)。例如,為生成1 MHz 的正弦波信號(hào),必需以2 M 樣點(diǎn)/ 秒(MS/s)的頻率生成樣點(diǎn)。盡管這一定理通常只是作為采集指導(dǎo)準(zhǔn)則使用,但與示波器一樣,其與信號(hào)發(fā)生器的相關(guān)性非常明確:存儲(chǔ)的波形必須有足夠的點(diǎn)數(shù),以真實(shí)地重現(xiàn)希望的信號(hào)細(xì)節(jié)。
信號(hào)發(fā)生器可以獲得這些樣點(diǎn),然后以規(guī)定極限范圍內(nèi)任何頻率從存儲(chǔ)器中讀出這些樣點(diǎn)。如果存儲(chǔ)的樣點(diǎn)集符合內(nèi)奎斯特定理,并描述了一個(gè)正弦波,那么信號(hào)發(fā)生器將相應(yīng)地濾波波形,輸出一個(gè)正弦波。
計(jì)算信號(hào)發(fā)生器可以生成的波形頻率需要對(duì)一些簡(jiǎn)單的公式求解,以存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了一個(gè)波形周期的儀器為例,假設(shè)100 MS/s 的時(shí)鐘頻率和存儲(chǔ)深度或記錄長(zhǎng)度共4000 個(gè)樣點(diǎn),那么:
F輸出= 時(shí)鐘頻率 ÷ 存儲(chǔ)深度
F輸出= 100,000,000 ÷ 4000
F輸出= 25,000 Hz ( 或25 kHz)
在規(guī)定的時(shí)鐘頻率上,樣點(diǎn)距離約為10 ns。這是波形的時(shí)間分辨率( 水平)。為進(jìn)一步推進(jìn)這一流程,我們假設(shè)樣點(diǎn)RAM 包含的不是一個(gè)波形周期,而是包含四個(gè)波形周期:
F輸出= ( 時(shí)鐘頻率 ÷ 存儲(chǔ)深度) x ( 存儲(chǔ)器中的周期數(shù)量)
F輸出= (100,000,000 ÷ 4000) x (4)
F輸出=(25,000 Hz) x (4)
F輸出= 100,000 Hz,新的頻率是100 kHz。
在本例中,時(shí)間分辨率仍為10 ns,但每個(gè)波形周期只用1000 個(gè)樣點(diǎn)表示,產(chǎn)生的信號(hào)保真度要更低。
●帶寬
儀器的帶寬是一種模擬術(shù)語(yǔ),它與采樣率無(wú)關(guān)。信號(hào)發(fā)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(huà)說(shuō),必須有足夠的帶寬,能夠傳送從存儲(chǔ)器中輸出時(shí)鐘的最高頻率和轉(zhuǎn)換時(shí)間而不會(huì)劣化信號(hào)特點(diǎn)。
●垂直( 幅度) 分辨率
垂直分辨率與儀器DAC 的二進(jìn)制字長(zhǎng)度( 單位為位) 有關(guān),位越多,分辨率越高。
DAC的垂直分辨率決定著復(fù)現(xiàn)的波形的幅度精度和失真。分辨率不足的DAC 會(huì)導(dǎo)致量化誤差,導(dǎo)致波形生成不理想。
10位分辨率的AWG 提供了1024 個(gè)樣點(diǎn)電平,分布在儀器的整個(gè)電壓范圍內(nèi)。例如,如果這個(gè)10 位信號(hào)源總電壓范圍為2 Vp-p,那么每個(gè)樣點(diǎn)表示大約2 mV 的步進(jìn),這是儀器在沒(méi)有額外衰減器的情況下可以提供的最小增量,其中假設(shè)它不受結(jié)構(gòu)中其它因素的限制,如輸出放大器增益和偏置。
●水平( 定時(shí)) 分辨率
水平分辨率表示創(chuàng)建波形可以使用的最小時(shí)間增量。一般來(lái)說(shuō),這個(gè)指標(biāo)使用下面的公式計(jì)算得出的。
T = 1/F
其中T 是定時(shí)分辨率,單位為秒;F 是采樣頻率。
根據(jù)這一定義,最大時(shí)鐘速率是100 MHz 的信號(hào)發(fā)生器的定時(shí)分辨率是10 ns。換句話(huà)說(shuō),這一信號(hào)發(fā)生器輸出波形的特點(diǎn)是由一串相距10 ns 的步進(jìn)確定的。
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帶寬
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