如何在不编程的情况下轻松创建任意波形？

创建任意波形不必如此困难！

在现代化函数发生器或任意波形发生器（AWG）上创建任意波形，并不像您想象得那般困难。很多工程师竭力避免产生任意波形（arbs）。一听到“任意”这个词，他们脑海里就会出现这样的场景：繁琐的学习过程，需要学习如何使用某些类型的波形软件，或者更糟，必须编写程序生成波形，然后远程连接到您的任意波形发生器来上传任意波形。借助现代化的任意波形发生器，创建任意波形不再如此令人沮丧。

让我们来看两个示例，了解如何轻松创建任意波形，并将其传输到任意波形发生器。

1. 使用 Excel 从零开始创建任意波形，然后将其传输到任意波形发生器。
2. 用示波器捕捉波形，然后将其传输到任意波形发生器。

在这两个示例中，使用了两个常见元素，U 盘和逗号分隔值（CSV）文件格式。

使用 Excel 构建任意波形，并将其传输到任意波形发生器

在从零开始创建任意波形时，大多数工程师要么采用工程编程环境，比如 Matlab、LabVIEW 或 VEE，要么采用免费或收费的定制任意波形软件套件。这些是很好的工具，但如果您不常用的话，它们的价格就显得比较昂贵，并且学会使用也比较耗时。多数工程师未曾想到的另一个方案是 Excel。Excel 是构建定制任意波形的好工具，因为它内置有先进的算术运算功能，能够处理大量数据（波形点），并且早已成为每个人电脑中必备的软件。那么问题就变成，“如何将波形从 Excel 转移到任意波形发生器？”，Excel 和现代化任意波形发生器有一个共同点，即 CSV 文件格式。Excel 可以读取 CSV 文件，并且 Excel 电子表格可以保存为 CSV 文件。现代化任意波形发生器可以从 CSV 文件中读取和创建任意波形。若要将 CSV 转移到任意波形发生器，只需将文件从 PC 转移到 任意波形发生器的前面板，然后将其加载到波形存储器中。

让我们来看个示例。通过使用 Excel，可以创建一个任意波形，它由正弦波加上三次谐波噪声和任意噪声构成。Excel 电子表格的屏幕快照如下所示（参见图 1）。注意绘制出的任意波形结果，用于创建波形的内置 Excel 功能用红色圈出。

图 1. Excel 中的任意波形

然后，将 Excel 电子表格另存为 CSV 文件。再通过 U 盘将该文件转移到任意波形发生器。任意波形发生器重建任意波形，然后下面的示波器屏幕快照捕获到该任意波形（参见图 2）。

图 2. 任意波形由 33600A Trueform 任意波形发生器创建，并由InfiniiVision 2000 X 系列示波器捕获

如您所见，Excel 提供了一种简单、免费创建任意波形的方法，而 CSV 文件格式使得任意波形可以方便地传输到任意波形发生器。如果您喜欢使用软件环境来生成任意波形，或者您需要更先进的算术运算功能而 Excel 无法满足需求，您仍然可以避免必须远程连接您的任意波形发生器并对其编程。大多数编程环境，如 Matlab 和 LabView，都有用于读写 CVS 文件的 API。只需让您的程序将任意波形写入 CSV 文件，然后将其传输到任意波形发生器。

从示波器上捕获波形，然后将其传输到任意波形发生器。

对于第二个示例，我们从示波器上捕捉数字信号，然后将其传输到任意波形发生器。在过去，这通常是通过某种任意波形软件套件实现的，该软件套件远程连接到示波器，抓取数字化信号，然后连接到任意波形发生器，创建任意波形。通过当今的示波器和任意波形发生器，这个过程得以简化。在我们的示例中，我们使用 Keysight MSO-X 3054A 示波器从 Mil-Std-1553 信号中捕捉数据字。捕获的波形如图 3 所示。

图 3. 示波器屏幕上捕获的 Mil-Std-1553 信号中的数据字

图 3 底部的蓝色 Mil-Std-1553 信号是 5F67，这是数据字的十六进制解码值。该示例中使用的任意波形发生器还是 33600A 系列任意波形发生器。下面说明如何从示波器捕捉信号，然后将其加载到任意波形发生器：

1. 将 U 盘插入示波器的前面板端口。
2. 将数字化波形以 CSV 文件格式保存到 U 盘上。
3. 将 U 盘从示波器上拔出，再插入到任意波形发生器的前面板端口。
4. 将 CSV 文件导入任意波形发生器的存储器。

这个过程真是太简单了！如需进行某种接收机测试，可以使用较低频率的脉冲调制33600A 系列任意波形发生器上的 Mil-Std-1553 任意波形，从而仿真进入信号通道的耦合瞬态噪声。经过调制的任意波形如下所示（图 4）。

图 4. 示波器从 Mil-Std-1553 信号中捕获到的数据字的屏幕快照。该信号经过较低频率脉冲的调制，用于仿真耦合瞬态噪声

在图中，您可以看到，在我们的任意波形开始和中间位置处有仿真的瞬态噪声。注意示波器底部的红色和蓝色部分，它显示了由于存在瞬态噪声，接收机无法解码数据字。

上面的两个示例让您可以自己创建任意波形，并将其传输到任意波形发生器。为了让测试更加无缝衔接，还可以通过 BenchVue 创建任意波形并将其自动加载到任意波形发生器。

在BenchVue中创建任意波形

BenchVue 是一款计算机软件平台，让您无需编程，即可在多种测试和测量仪器间轻松连接、记录和获取结果。即插即用功能允许您将仪器连接到计算机，并立即在 BenchVue 中开始控制仪器。BenchVue的 Test Flow 应用程序可以简便地使用拖放界面创建定制测试序列。

当您打开 BenchVue 并连接到任意波形发生器时，您会看到波形发生器的图形仪器控制窗口（图 5）。通过图形用户界面，您可以采用所需参数轻松设置常规正弦波、方波、斜波、脉冲、三角波、噪声、PRBS 和直流波形。

图 5. BenchVue 的函数发生器应用程序

若要在 BenchVue 中创建任意波形，应选择“Create Arb”按钮。接下来可以从计算机或任意波形发生器中加载现成的任意波形。或者，您也可以使用波形编辑器从零开始创建全新的任意波形。

当您点击“create Arb”按钮时，屏幕上会弹出一个 Waveform Builder 编辑器窗口，见下面的图 6。您可以创建基本波形、高级波形，甚至可以使用计算机鼠标绘制定制波形。

图 6. Keysight Waveform Builder （33503A）窗口

如果您愿意，您还可以使用方程式编辑器来创建波形（图 7）。只需选择算术运算功能和运算符，就可以创建算术公式，在将其加载到任意波形发生器之前，还能够以图形方式评估和预览公式。

图 7. Waveform Builder 的公式编辑器

在 BenchVue 中构建任意波形的一个好处是，您可以将多个不同的波形排列在一起。您可以设定波形顺序，并根据需要让一部分波形重复多次。传输所创建的任意波形也很简单。您不必创建 CSV 文件并手动传输到任意波形发生器，而是只需点击几下，让 BenchVue 自动完成传输。

创建任意波形并不十分困难

显然，使用现代化任意波形发生器创建任意波形很容易。如果您想快速创建自己的任意波形，可以使用 Excel。如果您想重新创建或修改现有波形，可以使用示波器捕捉和保存波形。然后，用 U 盘将得到的 CSV 文件加载到任意波形发生器中 — 无需编程。