Ustawienie na wyjściu generatora określonego przebiegu wymaga wykonania kilku operacji. Ich liczba jest zależna od stanu początkowego generatora. W najbardziej niekorzystnym przypadku należy: nacisnąć przycisk Arb -> wybrać drugą stronę menu, które jest wyświetlane w tym momencie -> nacisnąć przycisk Select Wform -> nacisnąć przycisk BuiltIn -> wybrać grupę sygnałów, np. Medical (ale jest jeszcze jedna strona) -> wybrać pokrętłem przebieg, np. Tens1 i nacisnąć przycisk Enter. Jak widać trzeba się trochę namęczyć, ale na co dzień problem wyboru arbitralnego przebiegu wyjściowego można znacznie uprościć. Zwykle bowiem przy pomiarach danego urządzenia wykorzystywany jest tylko jeden sygnał testowy, który w generatorze DG4062 może być „podpięty” do przycisku User*. Wcześniej trzeba jedynie dokonać odpowiedniego przypisania w ustawieniach konfiguracyjnych przyrządu. Przebieg taki staje się dostępny natychmiast po naciśnięciu przycisku User*.
Edytor przebiegów – zmora wszystkich generatorów arbitralnych
Liczba punktów, z których może składać się przebieg arbitralny jest równa od 1 do 16384. Nic więc dziwnego, że ręczne definiowanie tylu punktów jest bardzo czasochłonne i uciążliwe. Oprogramowanie firmowe generatora zawiera prosty edytor umożliwiający zdefiniowanie własnego kształtu sygnału. Aby przynajmniej częściowo ułatwić pracę użytkownikowi przewidziano dwa sposoby edycji. Ważną pomocą jest funkcja interpolująca, która przy starannym zaprojektowaniu punktów daje niezłe wyniki.
Naukowcy starszego pokolenia, pracujący jeszcze na komputerach analogowych – tak, tak, były takie! – muszą dziś bardzo żałować, że za ich czasów nie było generatorów arbitralnych. Byłyby one idealnym źródłem sygnałów wejściowych wykorzystywanych do symulacji różnych zjawisk fizycznych. Wyobraźmy sobie badanie bieżnika opony, do którego niezbędny jest sygnał imitujący ruch punktu na obwodzie koła. Trajektoria takiego punktu jest opisana krzywą (cykloidą), której wykres przedstawiono na rys. 3. Wykres taki łatwo można sporządzić na przykład w Excelu. Korzystając z danych numerycznych pochodzących z arkusza kalkulacyjnego cykloidę taką zdefiniowano w generatorze DG4062. Została ona wyznaczona przez interpolację 14-odcinkową i zapisana metodą „punkt po punkcie” polegającą na wprowadzaniu współrzędnych (czas, napięcie) kolejnych punktów. Parametrami każdej definiowanej w ten sposób krzywej jest maksymalne i minimalne napięcie oraz liczba punktów. Funkcja interpolująca jest opcjonalna, jeśli będzie wyłączona, efektem będzie krzywa schodkowa. W trakcie edycji na ekranie generatora na bieżąco jest rysowany przebieg, co pozwala na choćby minimalną kontrolę wykonywanych czynności. Znacznie wygodniejsze jest jednak obserwowanie rezultatu działań na dołączonym oscyloskopie. Gdyby po zakończeniu edycji okazało się, że przebieg wymaga korekty, to oczywiście możliwość taka istnieje. Poprawiać można zarówno współrzędne już wprowadzonych punktów, jak również dodawać nowe i kasować istniejące punkty. Istnieje jeszcze druga metoda definiowania przebiegu, tzw. „blokowa”.
Rys. 3a. Przygotowanie przebiegu arbitralnego dla generatora DG4062 – cykloida teoretyczna i interpolowana
Rys. 3b. Przygotowanie przebiegu arbitralnego dla generatora DG4062 – cykloida generowana przez generator DG4062
Harmoniczne – nowość w standardzie
Większość generatorów arbitralnych ma kilka predefiniowanych przebiegów standardowych. Są to: sinusoida, prostokąt, piła, impuls, szum, i przebiegi arbitralne. Są one szybko wybierane przyciskami znajdującymi się na panelu przednim. W generatorze DG4062 dołożono jeszcze jedną, bardzo interesującą opcję. Jest to tworzenie przebiegu poprzez składanie go z harmonicznych. Otrzymujmy w ten sposób przebieg o widmie dyskretnym, charakterystycznym dla sygnałów okresowych. Liczba harmonicznych jest jednak ograniczona do 16, co niekiedy znacząco wpływa na jakość sygnału.
W celu zbadania skuteczności tej metody poddano analizie widmowej utworzony wcześniej przebieg arbitralny o kształcie cykloidy (rys. 4). Następnie parametry poszczególnych harmonicznych oryginału posłużyły do złożenia przebiegu o tym samym kształcie. Trzeba mieć jednak świadomość, że metoda ma dwa dość istotne źródła błędów. Pierwszym jest dokładność analizy FFT wykonanej za pomocą oscyloskopu, drugim natomiast, znacznie istotniejszym, obcięcie widma zaledwie do 16 harmonicznych. Widmo oryginału, jak wynika z rys. 4, jest znacznie szersze. Uzyskaną w ten sposób cykloidę przedstawiono na rys. 5.
Rys. 4. Analiza widmowa przebiegu o kształcie cykloidy
