很多任意波形发生器都提供频率扫描功能,一般都能实现“线性扫频”、“对数扫频”,少数任意波形发生器还能实现“步进扫频”的功能。“线性扫频”是指输出频率以恒定的“每秒若干赫兹”的方式改变,“对数扫频”是指输出频率以恒定的“每秒倍频程”的方式改变,“步进扫频”是指以一定的频率间隔从起始频率到终止频率进行步进,同时在每一个步进点上停留的时间可设置。
然而,在实际的电子开发中,工程师对于扫频类型的需求往往是多种多样的,绝不仅仅局限于上述三种扫频类型。那么,有没有一种解决方案可以满足工程师所有的扫频需求呢?答案是肯定的。目前,很多任意波形发生器都提供频率调制的功能,只要合理配置频率调制参数,再利用任意波形发生器的任意波编辑功能,就能实现任意类型的频率扫描。
我们知道,正弦波的一般数学表达式如下:F(t)=A×Sin(2πf×t+θ)
式中,A是正弦信号的幅度,f是正弦信号的频率,θ是正弦信号的起始相位。正弦信号当前输出的频率只与f有关,假设f是一个与时间相关的动态函数,那么正弦信号的频率就会随着该动态函数的改变而改变,如此便实现了频率扫描。具体数学表达式如下:F(t)=A×Sin(2π×Fmod(t)×t+θ)
其中,Fmod(t)为与时间相关的动态函数。
观察该表达式可以发现,该公式其实就是频率调制的数学表达式。当我们在频率调制模式下,改变调制波的形状时,其实也就是在改变Fmod(t)。我们所知道的“线性扫频”其实就是Fmod(t)为锯齿波的频率调制,而“对数扫频”其实就是Fmod(t)为对数函数的频率调制。 由此可见,只要我们能定义出任意的调制波形,那么我们就可以实现任意类型的频率扫描。所幸的是,一般的任意波形发生器都提供了很方便的任意波编辑功能,只要利用任意波编辑功能编辑出所需要的任意波形,然后再将该任意波选择为频率调制模式下的调制波,这样就能实现任意类型的频率扫描。