使用任意波形 / 函数发生器
可以完成的 25 种常见测试应用
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www.tektronix.com.cn/AFG3000目录
引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3
嵌入式和半导体测试应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
1. 时钟源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4
2. 检定逻辑器件－定时余量测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5
3. 检定锁相环(PLL)电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6
4. 检定工放器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7
5. CCD传感器使用的AFE (模拟前端)定时余量测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8
6. 检定CCD传感器－延迟余量测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9
7. 测试音频DAC⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10
8. DC电源测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11
RF相关应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12
9. 测量带通滤波器的频响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12
10. 测量RF元件的互调制失真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13
11. 脉冲式噪声系数测量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14
12. RFID接收机IC功能测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15
13. EMC辐射测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16
14. 检定I/Q调制器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17
教育相关应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18
15. 测量带通滤波器的频响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18
16. AM/FM无线电测试和对准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
汽车应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20
17. 测试和优化发动机控制单元⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20
18. 仿真汽车传感器信号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21
19. 检定和优化汽车电子中的电源MOSFET电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22
20. 分析IGBT电路的开关波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23
医疗应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24
21. 测试起搏器、心律转变器、去纤颤器和其它可植入医疗器械⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24
22. 测试超声波医疗器械⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25
23. 测试超声波医疗器械的检测器电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26
工业应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27
24. 检定水压伺服阀的动态性能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27
科研应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28
25. 驱动和调制激光二极管⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28
泰克AFG3000系列任意波形/函数发生器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29
下一代信号发生技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29
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www.tektronix.com.cn/AFG3000引言
一提到进行电子测量，您首先想到的可能就是采集仪器(通常是示波器或逻辑分析仪)。但是，只有在能
够采集某类信号时，这些工具才能进行测量。在许多情况下，除非是从外部提供，否则是没有这些信
号的。
例如，应变放大器不能生成信号，只能提高其从传感器收到的信号的功率。因此，不可避免的是，在
把放大器连接到输送信号的被测电路前，必需测试放大器。为使用采集仪器测量这些器件的行为，必
须在输入上提供激励信号。
再举一个例子，工程师必须检定新兴设计，以保证新硬件在整个工作条件范围内满足设计规范，这称
为余量测试或极限测试。这种测量任务要求完整的解决方案，其既要能够生成信号，又要能够进行测
量。
信号发生器与采集仪器(如示波器或频谱仪)配套使用，可以创建完整的测量解决方案。在各种配置下，
信号发生器可以以模拟波形、脉冲码型、调制、故意失真、噪声等形式提供激励信号。为进行有效的
设计、检定或调试测量，必需同时考虑解决方案的这两个要素。
任意波形/函数发生器(AFG)满足了各种激励需求，事实上，它是当前业内流行的信号发生器架构。如
果DUT要求典型的正弦波形和方波波形(等等)及能够几乎即时在两个频率之间切换，那么任意波形/函
数发生器(AFG)是理想之选。另一个特点是AFG成本低，因此对不要求AWG通用性的应用吸引力很
大。
AFG提供了独特的优势：它生成标准形状的稳定波形，如正弦波、方波、脉冲波、三角波、等等。此
外，它允许用户利用自己定义的形状，生成所谓的任意波形。而且AFG提供了一种方式，可以调制来
自内部信号源或外部信号源的信号，生成扫频或输出信号突发。
可以以各种方式创建波形，具体选择取决于提供的与DUT及其输入要求有关的信息，而不管是需要增
加失真还是需要增加错误信号或其它变量。
创建：电路激励和测试使用的用户自定义信号。
复现：合成电子实验室中没有提供的实际环境信号(之前从示波器中捕获)。
生成：特别适合带有特定容限的行业标准压力参考信号。
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www.tektronix.com.cn/AFG3000嵌入式和半导体测试应用
1. 时钟源
用途
确定频率余量：测试电路板的时钟频率工作范围。代替没有的时钟源，对设备进行功能测试。
适用于
开发嵌入式和数字通信电路的电子测试和设计工程师。
使用任意波形/函数发生器的好处
与专用脉冲发生器相比，节约成本。
双通道和浮动输出，生成差分信号。
脉冲和方波频率范围高达120 MHz。
技巧和提示
可以使用带浮动单端输出的双通道信号源，生成差分时钟信号，如PECL、LVPECL或LVDS。
为生成差分信号，在Channel 1中配置波形、频率和幅度，通过CH1 Complement功能，把倒置
设置复制到Channel 2。然后把Frequency CH1=CH2设置为On，启动Align Phase，激活同步模
式。
使任何机载时钟源失效，同时使用外部时钟源驱动器件。
为避免信号完整性劣化，如振铃或可变延迟和幅度，注意连接信号源的探头与电路板轨迹的阻抗要
充分匹配。
硬件
监视器
数字电路
* 推荐型号：泰克AFG3251或AFG3252
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www.tektronix.com.cn/AFG30002. 检定逻辑器件－定时余量测试
用途
使用数据和时钟信号仿真逻辑器件，检定建立时间和保持时间。
适用于
开发或使用逻辑电路的电子设计和测试工程师。
使用任意波形/函数发生器的好处
可以简便同步的双通道。
可以在使用过程中调节通道1和通道2之间的脉宽和延迟。
简便易用，体积小。
技巧和提示
创建两个同步脉冲，一个是时钟脉冲，一个是数据信号脉冲，数据脉冲要比时钟脉冲宽。

当然，任意波形/函数发生器是一种非常多功能的电子设备，广泛用于各种测试和测量应用中。以下是25种常见的利用这种仪器进行的测试应用： 1. **信号幅度调制 (AM) 和频率调制 (FM) 测试**：产生不同调制深度和载频的正弦波信号，用于验证或分析通信系统的调制性能。 2. **频率响应测试**：测量系统对输入信号不同频率成分的响应，以评估滤波器、放大器或其他电路的带宽和选择性。 3. **相位噪声测试**：通过提供稳定的基准频率并调整频率偏移来评估振荡器的相位噪声特性。 4. **时域分析**：用于观察和测量数字信号的上升时间、下降时间和抖动等参数，如在数据通信系统中的眼图分析。 5. **脉冲宽度调制 (PWM) 测试**：产生不同占空比的方波信号，评估电机驱动器、开关电源及功率电子器件的PWM控制性能。 6. **信号发生与同步**：为多个系统提供精确的时间基线，实现同步测试，例如在多通道示波器或测试平台上的应用。 7. **模拟信号建模**：用于模拟实际物理现象产生的信号，如热噪声、电磁干扰 (EMI) 模拟等。 8. **调制解调器 (MODEM) 测试**：验证模拟信号在数字信号编码和解码过程中的传输质量。 9. **模拟量输入/输出校准**：校验传感器和执行器的线性和动态范围，确保模拟信号转换准确无误。 10. **音频信号测试**：包括扬声器测试、耳机测试以及音频编解码器的音质分析。 11. **图像信号处理**：针对电视广播信号（PAL、NTSC、HDMI）进行幅度、色度和同步信号的分析。 12. **电压/电流波形校准**：验证电力电子元件（如逆变器、整流器）的输出是否符合设计要求。 13. **示波器触发功能验证**：作为外部触发源，用于同步其他测试设备或者调试复杂电子系统的工作模式。 14. **电路板布局影响测试**：模拟信号沿PCB走线传播的延迟和失真，评估信号完整性问题。 15. **模拟滤波器设计验证**：通过输出特定频率范围内衰减程度的信号来测试滤波器性能。 16. **电源纹波分析**：检查直流电源稳压性能，测量其输出电压波动情况。 17. **信号耦合和隔离测试**：研究信号在不同介质间传输时的衰减、反射和相互影响。 18. **噪声抑制与补偿测试**：评估抗噪声电路的效能，如低通滤波器、抗共模干扰电路等。 19. **数字逻辑波形生成**：用于创建和测试二进制逻辑信号，验证集成电路、FPGA或微处理器的功能正确性。 20. **测试用例生成**：自动化测试环境中，根据预先定义的标准或规范生成特定测试信号以验证设备功能。 21. **接口协议仿真**：模拟通信协议信号，如SPI、I²C、UART、CAN、Ethernet 等。 22. **电缆和连接器损耗测试**：测量信号在电缆、连接器和其他传输介质中传输的损耗情况。 23. **测试信号稳定性验证**：长时间运行下信号的漂移和稳定性检测，评估电子元件的长期可靠性。 24. **调谐曲线分析**：对于射频通信设备如雷达、无线电发射机等，测定接收灵敏度随频率变化的关系。 25. **自相关分析**：对于随机信号，分析其自相关特性，揭示潜在的统计特性，如噪声背景下的信号隐藏。 这些应用涵盖了从基础电信号处理到复杂系统集成的各种场景，任意波形/函数发生器作为核心测试工具，在现代电子行业中扮演着重要角色。