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2020年3月 1日 (日)

ADALM2000(3) <AWG,OS,SA>

ADALM2K用アプリはScopyAliceがある。Scpoyの方が使い勝手がよさそうだ。

 アプリの使い方に慣れるために、AWG(AnalogWaveGenerator)の出力をアナログ入力につないで、オシロスコープ、スペアナを動かしてみた。

〇AWG

 AWGのモードには、[Constant]、[Waveform]、[Buffer]、[Math]がある。

  • [Constant]は直流電圧を出力する。
  • [Waveform]で正弦波、矩形波、三角波、台形波、鋸歯状波、逆鋸歯状波が選択できる。
  • [Buffer]は波形データを読み込んで出力できる。
  • [Math]は数式で表した波形を出力できる。

1MHzの矩形波を出してみる。

Sqr_1m_50duty_awg

学校で先生に「すべての波形は正弦波の集合で荒らすことができる」なんていわれたけど、全然ピンとこなかった。
でも、これを、スペアナで見ると矩形波はたくさんの高調波を含んでいるのが見える。

Sqr_1m_50duty_sa
当時これを見たら、先生の説明も、「なるほど、そんなものか」と思うだろう。

 フーリエ変換を習うと、デューティサイクル50%だから偶数(2の倍数)次の高調波はなくなるはずだが、なくなっていないことに気づく。そして、理論を実現するには限界があることを学ぶ。限界を極めるのはもっと難しい。

 AWGはデューティサイクルが設定できるので、20%にしてみる。5の倍数の高調波がなくなるはずだ。

Sqrt_1m_20duty_awg

本当に消えてる。限界は一定ではない。

Sqr_10m_sa

 反対のことをやってみる。本当に正弦波を重ねると矩形波になるのか?[Math]モードで数式を入力すると波形を出力してくれる。

 正弦波はをフーリエ級数展開すると。

f(t)=1/4π{sin(t)+1/3sin(3t)+1/5sin(5t)+1/7sin(7t) ・・・}

と昔習ったので、9次くらいまでやってみる。
最初は基本波。振幅は5vにして f(t)=5*(sin(t)}

Sin_sinx1_sa

3次、5次、7次と増やして
9次まで f(t)=5*(sin(t)+sin(3*t)/3+sin(5*t)/5+sin(7*t)/7+sin(9*t)/9)

Sin_sinx9_awg

 9次くらいでは、ぜんせん矩形波らしくないけどそれっぽくはなってきた。じゃあ99次まで

Sin_sinx99_awg
理論と現実の壁だ。

〇オシロ

 2chあるのでXYモードがある。XYモードといえばリサージュ波形だ。
AWG1で1kHzの正弦波を出力して、AWG2で90°位相が遅れた正弦波を出す。それをそれぞれ、アナログ入力1,2に入力して、リサージュ波形を描かせる。

 90°位相差があると、リサージュ波形は円になる。教科書どおりだ。(図はX軸とY軸のスケールが違うので楕円になってる)

Sin_1k_ph90_os

オシロで位相差を図ってみたら、90.354°画面から読み取ったので誤差が大きいかも。

Sin_30m_ph90dig_2ch_os

45°ずれると45°傾いた楕円になる。

Sin_1k_ph45_os

周波数が高くなると誤差が増えるのではないかと思ったら。30MHzでも誤差は少ないようだ。

Sin_30m_ph90_os



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