matlab⽣成波表，怎样使⽤Matlab和任意波形发⽣器创建直接
合成信号.pdf
怎样使⽤Matlab和任意波形发⽣器创建直接合成信号
应⽤指南
怎样使⽤ Matlab 和任意波形发⽣器
创建直接合成信号
每名⼯程师在⼯作时都要解决许多问题，⽽当前最具挑战性的设计问题之⼀是创建能够真正执⾏主板或
芯⽚测试的激励信号。⽆线领域中的新兴 RF 技术需要复杂的⾼频调制信号。串⾏总线需要带有抖动、
扩频时钟和其它随时间变化效应的信号。在这种情况下，其解决⽅案要求在⼯作台上摆满脉冲发⽣器、
函数发⽣器、调制发⽣器和 RF 发⽣器，或能够同时及单独提供所有这些不同信号类型的信号源。这就
是直接合成信号⽣成技术出现的背景。
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怎样使⽤ Matlab 和任意波形发⽣器创建直接合成信号
应⽤指南
什么是直接合成？它能为我做什么？
“直接合成”是指⼀种波形⽣成⼿段，它有两个含义。
第⼀个含义是架构。直接合成技术直接从存储器中读取
波形数据，在提供的波形⽅⾯⼏乎实现了⽆限的灵活
性。其基于采样的架构基本上与数字⽰波器架构相反。
⽰波器要求从模拟波形中采集样点，⽽直接合成信号源
(称为任意波形发⽣器或 AWG)则从存储的样点中重建
模拟波形。从正弦波到串⾏数字脉冲，这些样点基本上
可以定义任何波形。
第⼆个含义则⾯向应⽤。许多传统信号发⽣⼯具只产⽣
⼀种波形，如RF正弦波，并依赖外部调制器处理信号，
满⾜被测设备(UUT)的实际需求。相⽐之下，AWG则采
⽤直接合成技术发起信号，其本⾝就包括要求的任何调
制特点和传输路径效应，如抖动、噪声、ISI 等等。
AWG正作为各种测试测量应⽤的激光源⽽获得⼴泛⽀
持。它有哪些优势呢？可以从以下⼏个⽅⾯进⾏考察：
由于存储的信号信息由数字样点组成，因此可以通
过⼏百种⽅式改动信号信息，如滤波、卷积、时间偏matlab软件怎么使用
移、调制等等。
通过改变采样时钟的频率，可以改变输出频率，⽽
不⽤改变波形内容。
可以在输出波形流的任何地⽅增加异常特点，如瞬
变或跌落。例如，这适合在原型检验期间提供“实际
环境”。
AWG 的直接合成技术可以与设计(建模)⼯具⼀起使⽤，仿真器件和系统性能。
提供的软件编辑⼯具明显简化了AWG中使⽤的波形
的创建和修改过程。
新⼀代AWG同时提供了所需的带宽和分辨率，可以满⾜电信、雷达、串⾏通信设备、甚⾄消费品中常见的⾼频需求。此外，这些新型 AWG 同时提供了这些设备在测试过程中经常要求的数字信号和模拟信号。
图 1 是简化的 AWG 直接合成架构，说明了波形数据从存储器中的⼆进制字到最后完成的可⽤输出波
形所经过的各个步骤。在这个简单的视图中，单路径使⽤差分对符号表⽰，视为单通道。
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怎样使⽤ Matlab 和任意波形发⽣器创建直接合成信号应⽤指南
图 1. 简化的 AWG 直接合成架构。
任意波形
数模转换 放⼤器
存储器
低通滤波器
衰减器
输出
从公式到输出创建波形
每个AWG都可以⽣成波形，即从输出发送电⼦信号，但许多 AWG 没有为创建波形⽽设计的机载功能。随着⼯程师⽇益需要设计更加复杂的信号，基于软件的开发⼯具已经成为创建波形的⾸选⽅式。软件⼯具正越来越完善，可以存档和重⽤代码，从数学函数中计算⼏乎任何波形，使⽤ DSP 建⽴获得的波形模型。
有多种波形创建⼯具，涵盖了从最简单的波形直到最先进的波形。在本⽂中，我们将介绍多个应⽤，但重点将详细讨论 MATLAB 软件。
标准内置波形创建⼯具
AWG 中通常会包括⼀套基本函数，这些函数永久存储
在仪器内部，可以调⽤到波形存储器中。这些波形之所以称为函数，是因为它们直接从简单的数学函数中导出，如正弦公式。其它形状包括三⾓形波、锯齿形波和⽅波。机载函数为在 AWG 和相连设备上执⾏“存在信号”检查提供了⽅便的途径，这些函数对其它简单的测试可能已经⾜够了。AWG5000 和 7000 系列具有波形创建⼯具，允许⽤户构建标准函数类型波形，如上⾯提到的波形。
这⾥⽤蓝⾊突出显⽰备注⾏。注意，⼤多数⽂本由备注组成，运算函数只有“sin(w)”。
在基本波形完成后，可以选择图形编辑器窗⼝。这提供了画图⼯具，可望使⽤故意失真或畸变改变简
单的正弦波形。
ArbExpress 创建的波形不能直接加载到 AWG5000 或AWG7000 系列仪器的存储器中。但是在汇编时，数据可以作为.TXT ⽂件或 AWG 专⽤的.wfm 格式存储在仪器 PC 主机的硬盘中，然后不需离开平台，就可以导⼊数据。事实证明，ArbExpress 为各种基本应⽤提供了优秀的通⽤波形创建⼯具。这是⼀种免费的应⽤软件，可以从泰克⽹站上下载：。
图 2. 开发正弦波使⽤的 ArbExpre

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