無縫互聯功能對于異常信號的真實再現

摘要：在實際的電路運行中，由于各種干擾和響應的存在，實際電路往往存在各種缺陷信號和瞬變信號，如果在設計之初沒有考慮這些情況，往往會產生災難性的后果。找到這些異常信號，根據這些信號的特性選擇合適的調理電路加以抑制和優化，這一直是電子工程師們所頭疼的。本文以普源精電DSl302CA示波器及其新近推出的DGS000系列函數/任意波形發生器為例來介紹無縫互聯功能的實現方式。

關鍵詞：無縫互聯；任意波形發生器；示波器；毛刺

在調理電路的設計過程中，工程師們需要用這些異常信號來反復測試調理電路的實際效果，然而，在很多實際的應用中，這些異常信號是無法反復復現的，或者是在復現的過程中成本太高，平臺搭建太復雜，從而導致對于調理電路的測試不夠充分，進而影響產品質量。例如汽車點火器的干擾信號，雷達系統中的線性調頻脈沖信號等等，要在真實的平臺下反復復現這些信號，成本是非常高的，同時還要將調理電路的實驗板連接至真實的平臺下調試，這就更困難了。那么，有沒有一種解決方案可以幫助工程師們輕而易舉的反復查現這些復雜信號呢?

任意波形發生器和示波器無縫互聯的宴現方案很好的解決了此矛盾。自然界中的電信號很容易用示波器進行捕捉，然后通過無縫互聯功能可以方面的將波形傳送至任意波形發生器中，任意波形發生器可以直接輸出該波形，也可以將波形存儲至內部的存儲器中，以便反復使用。

首先用DSl302CA示波器捕捉系統平臺中的真實信號，然后通過一根USB傳輸線連接Dsl302CA的IUSBDevice和DGS000的USB Host，最后進人DG5000的Store界面進行對應通道的讀取。此時，DG5000的內置任意波形存儲器中已經記錄下了示波器捕捉到的真實信號，然后將DG5000的輸出接口連接至調理電路，從而對調理電路工作性能進行反復測試。

通過一個旋轉編碼器應用的實際開發案例來詳細介紹無縫互聯功能的具體應用。旋轉編碼器能把角度位移轉換成電信號。按照讀出方式。編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式采用電刷輸出，電刷接觸導電區或絕緣區來表示代碼的狀態“1”或者“0”：非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時，以透光區和不透光區來表示代碼的狀態是“1”或者“0”。

在本方案中，我們以BoURNS公司生產的PEC11系列接觸式旋轉編碼器為例來具體介紹。PEC11系列旋轉編碼器每一圈有12個檢測檔位，每個檔位都有觸點A和觸點B，通過A和B的編碼排列來判斷編碼器是正轉還是反轉。

如N2所示，通過旋轉編碼器的電刷先接觸觸點A后接觸觸點B或者先接觸觸點B后接觸觸點A來判斷編碼器是順時鐘轉還是逆時針轉。由軟件記錄A、B觸點出現的先后順序以及出現的個數，再通過查表來具體判斷編碼器轉動的方向和格數。

但是，接觸式旋轉編碼器由于存在著機械運動，當轉速過快的時候，電刷與觸點之間就會產生輕微的機械振動，反應到輸出信號上就是在有用信號上產生大量的毛刺。這些毛刺信號會導致編碼器解碼時產生丟轉或者反轉等現象。我們很多儀器在使用一段時間以后發現旋鈕失效或者工作不正常就是由于這個原因造成的，因此必須加入濾波電容予以濾除。但是濾波電容大小的選取是很麻煩的，如果電容太小，毛刺會濾不干凈，如果電容太大，會導致邊沿過緩，從而影響采樣信號的準確度。所以，只有通過反復的實驗才能最終確定濾波電容的大小。如圖4所示，要在普通的任意波形發生器上編輯出類似這種毛刺波形是非常困難的，但有了無縫互聯功能，這一些都將輕松完成。我們只需要用一根USB連接線將示波器捕捉到的毛刺信號導入DGS000內部，然后用DGS000直接輸出就可以了，這樣也免去了工程師反復去扭旋轉編碼器的麻煩。

如圖5所示，使用無縫互聯功能后，DGS000實際輸出的毛刺信號和當時示波器捕捉到的毛刺信號基本一模一樣，幾乎保留了原始信號的所有細節。

結語

自然界中的電信號永遠是復雜多樣的，找到這些信號的特征并加以調理，這一直是工程師們孜孜不倦所最求的，有了無縫互聯這個有力的武器，任何異常信號的真實再現將成為可能。