无缝互联功能对于异常信号的真实再现

在调理电路的设计过程中，工程师们需要用这些异常信号来反复测试调理电路的实际效果，然而，在很多实际的应用中，这些异常信号是无法反复复现的，或者是在复现的过程中成本太高，平台搭建太复杂，从而导致对于调理电路的测试不够充分，进而影响产品质量。例如汽车点火器的干扰信号，雷达系统中的线性调频脉冲信号等等，要在真实的平台下反复复现这些信号，成本是非常高的，同时还要将调理电路的实验板连接至真实的平台下调试，这就更困难了。那么，有没有一种解决方案可以帮助工程师们轻而易举的反复查现这些复杂信号呢?

任意波形发生器和示波器无缝互联的实现方案很好的解决了此矛盾。自然界中的电信号很容易用示波器进行捕捉，然后通过无缝互联功能可以方面的将波形传送至任意波形发生器中，任意波形发生器可以直接输出该波形，也可以将波形存储至内部的存储器中，以便反复使用。

首先用DS1302CA示波器捕捉系统平台中的真实信号，然后通过一根USB传输线连接DS1302CA的USB Device和DG5000的USB Host，最后进入DG5000的Store界面进行对应通道的读取。此时，DG5000的内置任意波形存储器中已经记录下了示波器捕捉到的真实信号，然后将DG5000的输出接口连接至调理电路，从而对调理电路工作性能进行反复测试。

通过一个旋转编码器应用的实际开发案例来详细介绍无缝互联功能的具体应用。旋转编码器能把角度位移转换成电信号。按照读出方式，编码器可以分为接触式和非接触式两种。接触式采用电刷输出，电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态“1”或者“0”;非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时，以透光区和不透光区来表示代码的状态是“1”或者“0”。

在本方案中，我们以BOURNS公司生产的PEC11系列接触式旋转编码器为例来具体介绍。PEC11系列旋转编码器每一圈有12个检测档位，每个档位都有触点A和触点B，通过A和B的编码排列来判断编码器是正转还是反转。

如图2所示，通过旋转编码器的电刷先接触触点A后接触触点B或者先接触触点B后接触触点A来判断编码器是顺时钟转还是逆时针转。由软件记录A、B触点出现的先后顺序以及出现的个数，再通过查表来具体判断编码器转动的方向和格数。

但是，接触式旋转编码器由于存在着机械运动，当转速过快的时候，电刷与触点之间就会产生轻微的机械振动，反应到输出信号上就是在有用信号上产生大量的毛刺。这些毛刺信号会导致编码器解码时产生丢转或者反转等现象。我们很多仪器在使用一段时间以后发现旋钮失效或者工作不正常就是由于这个原因造成的，因此必须加入滤波电容予以滤除。但是滤波电容大小的选取是很麻烦的，如果电容太小，毛刺会滤不干净，如果电容太大，会导致边沿过缓，从而影响采样信号的准确度。所以，只有通过反复的实验才能最终确定滤波电容的大小。如图4所示，要在普通的任意波形发生器上编辑出类似这种毛刺波形是非常困难的，但有了无缝互联功能，这一些都将轻松完成。我们只需要用一根USB连接线将示波器捕捉到的毛刺信号导入DG5000内部，然后用DG5000直接输出就可以了，这样也免去了工程师反复去扭旋转编码器的麻烦。

如图5所示，使用无缝互联功能后，DG5000实际输出的毛刺信号和当时示波器捕捉到的毛刺信号基本一模一样，几乎保留了原始信号的所有细节。

　　结语

自然界中的电信号永远是复杂多样的，找到这些信号的特征并加以调理，这一直是工程师们孜孜不倦所最求的，有了无缝互联这个有力的武器，任何异常信号的真实再现将成为可能。

参考文献：

[1]DG5000 Series Function/Arbitrary Waveform Generator User's Guide, Rigol Technologies,Inc.

[2]DS1000CA Series Digital Oscilloscopes User's Guide, Rigol Technologies,Inc.

[3]PEC11 Series - 12mm Incremental Encoder Datasheet, BOURNS.

[4]雷达原理(第四版)，丁鹭飞、耿富录、陈建春，电子工业出版社(2009-03出版)

[5]汽车电子手册(第二版)，罗纳德 K.约尔根(Ronald K.Jurgen)、鲁植雄等，电子工业出版社(2010-03出版)