Agilent Technologies E1441A Manuale Utente

Pagina di 206
Agilent E1441A Function Generator Tutorial  
157
Appendix C
Floating Signal Generators
Many applications require a test signal which is isolated from earth ground for 
connection to powered circuits, to avoid ground loops, or to minimize other common 
mode noise. A floating signal generator such as the Agilent E1441A has both sides 
of the output 
BNC
 connector isolated from chassis (earth) ground. As shown in the 
figure below, any voltage difference between the two ground reference points 
(V
ground
) causes a current to flow through the function generator's output common 
lead. This can cause errors such as noise and offset voltage (usually power- line 
frequency related), which are added to the output voltage. 
The best way to eliminate ground loops is to maintain the function generator's 
isolation from earth ground. The function generator's isolation impedance will be 
reduced as the frequency of the V
ground
 source increases due to low-to-earth 
capacitance C
le
 (approximately 4000 pF for the Agilent E1441A). If the function 
generator must be earth-referenced, be sure to connect it (and the load) to the same 
common ground point. This will reduce or eliminate the voltage difference between 
devices. Also, make sure the function generator and load are connected to the same 
electrical outlet if possible.
Attributes of AC Signals
The most common ac signal is the sine wave. In fact, all periodic waveshapes are 
composed of sine waves of varying frequency, amplitude, and phase added together. 
The individual sine waves are harmonically related to each other — that is to say, 
the sine wave frequencies are integer multiples of the lowest (or fundamental) 
frequency of the waveform. Unlike dc signals, the amplitude of ac waveforms varies 
with time as shown in the following figure.
A sine wave can be uniquely described by any of the parameters indicated -- the 
peak-to-peak value, or RMS value, and its period (T) or frequency (1/T).
The magnitude of a sine wave can be described by the 
RMS
 value (effective heating 
value), the peak-to-peak value (2 
x
 zero-to-peak), or the average value. Each value 
conveys information about the sine wave. The table below shows several common 
waveforms with their respective peak and 
RMS
 values.
Each waveshape exhibits a zero-to-peak value of "V" volts.  Crest factor refers to 
the ratio of the peak-to-RMS value of the waveform.
RMS
The 
RMS
 value is the only measured amplitude characteristic of a waveform 
that does not depend on waveshape. Therefore, the 
RMS
 value is the most useful way 
to specify ac signal amplitudes. The 
RMS
 value (or equivalent heating value) 
specifies the ability of the ac signal to deliver power to a resistive load (heat). The 
RMS
 value is equal to the dc value which produces the same amount of heat as the 
ac waveform when connected to the same resistive load.
For a dc voltage, this heat is directly proportional to the amount of power dissipated 
in the resistance. For an ac voltage, the heat in a resistive load is proportional to the 
average of the instantaneous power dissipated in the resistance. This has meaning 
only for periodic signals. The 
RMS
 value of a periodic waveform can be obtained by 
taking the dc values at each point along one complete cycle, squaring the values at 
each point, finding the average value of the squared terms, and taking the square-root 
of the average value. This method leads to the 
RMS
 value of the waveform regardless 
of the signal shape. 
Peak-to-Peak and Peak Value
The zero-to-peak value is the maximum positive 
voltage of a waveform. Likewise, the peak-to-peak value is the magnitude of the 
voltage from the maximum positive voltage to the most negative voltage peak. The 
peak or peak-to-peak amplitude of a complex ac waveform does not necessarily 
correlate to the 
RMS
 heating value of the signal. When the specific waveform is 
known, you can apply a correction factor to convert peak or peak-to- peak values to 
the correct 
RMS
 value for the waveform.