任意函數(shù)發(fā)生器AFG作為電子工程師常用的測(cè)試測(cè)量?jī)x器之一，說(shuō)到任意函數(shù)發(fā)生器，我們都知道它可以用來(lái)輸出各種實(shí)驗(yàn)室測(cè)試所需要的波形。廣泛用于研究、時(shí)鐘和系統(tǒng)同步、復(fù)現(xiàn)真實(shí)環(huán)境信號(hào)、元器件和電路表征和驗(yàn)證、嵌入式電路設(shè)計(jì)和測(cè)試等。

    大多數(shù)電子器件、電路和系統(tǒng)都是為處理某種形式的信號(hào)設(shè)計(jì)的。這些信號(hào)有時(shí)很簡(jiǎn)單，有時(shí)很復(fù)雜，AFG可以既可以創(chuàng)建簡(jiǎn)單信號(hào)，也可以產(chǎn)生復(fù)雜信號(hào)。任意函數(shù)發(fā)生器AFG內(nèi)置正弦波、方波、鋸齒波、脈沖、噪聲等常用基本波形；AFG更重要的功能就是可以任意編輯波形，如何實(shí)現(xiàn)快捷編寫(xiě)編輯任意波形自動(dòng)發(fā)送到AFG中？

    另外，有些特殊場(chǎng)合，由于安全問(wèn)題，需要把函數(shù)發(fā)生器AFG放到封閉實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，也需要編程控制AFG輸出信號(hào)安全地完成測(cè)試任務(wù)。

    實(shí)現(xiàn)對(duì)任意函數(shù)發(fā)生器AFG的自動(dòng)輸出基本波形和任意波形，成為很多前沿科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)，以及生產(chǎn)自動(dòng)化的必需環(huán)節(jié)。

    由于Python免費(fèi)、開(kāi)源、語(yǔ)法簡(jiǎn)單、開(kāi)發(fā)效率高，深受廣大工程師的喜愛(ài)。下面將以文章和視頻的方式詳細(xì)講解如何利用Python語(yǔ)言編程控制泰克的AFG輸出基本波形，以及編輯任意波形數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到AFG內(nèi)存中，讓任意函數(shù)發(fā)生器AFG輸出信號(hào)隨心所欲。

1、AFG編程前的準(zhǔn)備工作

     利用Python控制儀器，需要安裝相應(yīng)的功能模塊庫(kù)才能實(shí)現(xiàn)控制儀器。下面介紹Python編程之前的準(zhǔn)備工作。

     1.安裝Python

     可登錄Python官方網(wǎng)站www.python.org下載Python，然后安裝Python 3.10.4新版。

    2. 安裝PyVISA 

    PyVISA是用來(lái)控制各種測(cè)量?jī)x器的Python包，可支持GPIB、RS232、USB、Ethernet等接口?？梢宰杂傻倪\(yùn)行在Windows，Linux和Mac上，適用于不同儀器廠家。PyVISA也可以通過(guò)pip命令安裝(pip install pyvisa)。

   3.安裝NI-VISA

    為了PyVISA可靠工作，還需要安裝一個(gè)VISA。建議安裝NI-VISA庫(kù)，可以去NI官方網(wǎng)站下載安裝（http://www.ni.com）。

   4.控制接口的選擇

    根據(jù)AFG支持的接口，可選用USB、Ethernet等接口來(lái)編程控制AFG，本文利用Python通過(guò)USB口編程控制任意函數(shù)發(fā)生器AFG為例。

控制接口的選取 

   a. LAN  

  [TCPIP0::192.168.9.13::inst0::INSTR]

   b. USB 

[USB::XXX::XXX::XXX::INSTR]，

如: [USB::0x0699::0x035E::C014327::INSTR]

2、Python編程控制AFG實(shí)例

     下面的編程實(shí)例以AFG31000為例，利用Python控制任意函數(shù)發(fā)生器AFG，通過(guò)發(fā)送SCPI指令實(shí)現(xiàn)對(duì)AFG的控制和操作，設(shè)置AFG輸出波形類(lèi)型、輸出頻率、輸出幅度等參數(shù)；也可以編寫(xiě)任意波形數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到AFG內(nèi)存中，讓任意函數(shù)發(fā)生器AFG輸出測(cè)試所需的任意信號(hào)。

   1.導(dǎo)入功能庫(kù)

    利用import導(dǎo)入相關(guān)的功能庫(kù)。

    2.連接AFG 

    AFG可以支持USB和Ethernet等接口，本文利用USB口控制AFG為例。

    3.詢(xún)問(wèn)AFG IDN

    利用query發(fā)送SCPI命令詢(xún)問(wèn)AFG的產(chǎn)品信息，可以得到產(chǎn)品的廠家、型號(hào)、序列號(hào)、固件版本等。

 4.設(shè)置AFG輸出基本波形

    利用Wrtie發(fā)送SCPI命令設(shè)置的參數(shù)，命令可參考AFG的編程手冊(cè)。

   Reset 任意函數(shù)發(fā)生器

     設(shè)置AFG輸出基本波形類(lèi)型和參數(shù)

5.編寫(xiě)自定義的任意波形數(shù)據(jù)

     先用python編寫(xiě)自定義的任意波形數(shù)據(jù)，本文編寫(xiě)隨機(jī)波形數(shù)據(jù)為例。

6.自動(dòng)發(fā)送自定義數(shù)據(jù)到AFG

     由于AFG是14bit，把編寫(xiě)自定義的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化到0至16382，然后發(fā)送到AFG的通道內(nèi)存中并輸出。

     歸一化數(shù)據(jù)

      發(fā)送數(shù)據(jù)到AFG通道內(nèi)存

7.設(shè)置AFG輸出的重復(fù)頻率

     設(shè)置AFG輸出信號(hào)的重復(fù)頻率和打開(kāi)輸出通道。

8.斷開(kāi)儀器連接

    利用close斷開(kāi)與AFG通信連接。

3、總結(jié)

     本文詳細(xì)介紹利用Python編程控制AFG輸出基本波形，以及編輯任意波形數(shù)據(jù)自動(dòng)發(fā)送到AFG內(nèi)存中，讓任意函數(shù)發(fā)生器AFG輸出信號(hào)隨心所欲。