然后显示利萨如曲线示例以及更复杂的 2 通道波形。
本说明随附的 MATLAB 文件可从 Liquid Instruments 下载。
任意波形发生器
Moku:Lab 的任意波形发生器 (AWG) 可以以高达 65,536 GSa/s 的采样率生成多达 1 个点的自定义波形。 波形可以从文件加载，或作为最多 32 段的分段数学函数输入，使您能够生成真正的任意波形。 在本笔记中，我们将生成波形并将其直接下载到 Moku:Lab，完全在 MATLAB 中完成。
先决条件和设置
本应用笔记和教程假设您已经安装了 MATLAB 和相关的 Moku:Lab MATLAB 工具箱：
Moku:Lab 支持以下 MATLAB 版本：
- Windows：MATLAB R2013a 及更高版本
- Linux：MATLAB R2013a 及更高版本
- MacOS：MATLAB 2014a 及更高版本
对于工具箱：
MATLAB 2015+
- 在此处下载 Moku:Lab 工具箱： http://updates.liquidinstruments.com/static/moku-MATLAB-2.8.1.mltbx
- 在 MATLAB 中，打开下载的 .tblx 文件
- 选择“安装”
- 确认安装 帮助魔库 在 MATLAB 终端
数学实验室 2013-2014
- 在此处下载 Moku:Lab 工具箱压缩包： https://updates.liquidinstruments.com/static/moku-MATLAB-2.8.1.zip
- 提取 zip，通常为
../MATLAB/Add-Ons/Toolboxes - 打开 MATALB，然后在主页工具窗格中单击“设置路径”
- 单击“添加子文件夹”并选择解压缩的 ZIP 文件夹
- 点击“保存”将工具箱文件夹添加到MATLAB路径
在本说明中，我们在 MacOS 上使用 MATLAB R2019b。
Moku:MATLAB 实验室
为了让 MATLAB 控制 Moku:Lab，运行 MATLAB 的计算机必须与 Moku:Lab 在同一子网/LAN 上。 MATLAB需要Moku:Lab的IP地址； 您可以通过以下两种方式之一确定这一点：
- Bonjour/zeroconf 服务发现工具
- 在 Moku:Lab 的 iPad 应用程序的启动屏幕上； 按住 Moku:Lab 的图标以显示其 IP 地址
在 MATLAB 中，您可以使用命令访问 Moku:Lab 文档 帮助魔库
MATLAB 工具箱包含大量示例脚本，这些脚本通常位于工具箱文件夹中。 在 MacOS 上，它位于：
~/Library/ApplicationSupport/MathWorks/MATLAB Add-Ons/Toolboxes/moku-MaTLAB-2.8.1/examples
在Windows上：
\Users\...\AppData\Roaming\MathWorks\MATLAB Add-Ons\Toolboxes\moku-MATLAB-2.8.1\examples
资料下载
每个示例的 MATLAB 脚本均可在此处下载：
示例 #1：具有谐波的方波和正弦波
对于我们的第一个示例，我们将部署工具箱示例：
arbitrarywavegen_basic.m
参考这个脚本，我们看到数组 square_wave 被定义为长度为 100 的数组，由 +1 或 -1 的值组成。
not_square_wave 被定义为长度为 100 的值的数组，描述正弦波加上几个奇数次谐波。
运行 MATLAB 脚本后，用户输入 IP 地址并在脚本中输入以下行：
m = MokuArbitraryWaveGen(ip)
在 Moku:Lab 上设置和部署任意波形发生器仪器实例。 然后为每个通道调用一个
m.write_lut
和
m.gen_waveformfunction
在 Moku:Lab 硬件上配置波形。
我们可以使用 MATLAB 绘图和绘图命令查看和确认这些波形。 图 1 以蓝色显示方波，以红色显示正弦波加谐波。
数字 1: 示例波形的 MATLAB 图
但是，查看这些在 Moku:Lab 上生成的波形更有用。 在我们的实验台上，顶部的黑色 Moku:Lab 连接到 MATLAB，并使用部署的 AWG 生成我们的两个信号。
下方的蓝色 Moku:Lab 与运行示波器仪器的 iPad 连接。 此设置如图 2 所示。
数字 2: Moku:实验室设置
AWG 输出通道连接到示波器输入，我们可以在 iPad 上观察波形。 光标显示 1 MHz 的预期频率（屏幕上的实际测量值为 999.4 kHz）。 Moku:Lab 与 Dropbox 的集成使我们能够快速共享屏幕截图，请参见图 3（显示实际 AWG 输出）、通道 2 上的方波（蓝色）和通道 1 上的正弦波加谐波（红色）。
数字 3: Moku:Lab 示波器屏幕截图，显示从 MATLAB 生成的 MokuLab AWG
由于 Moku:Lab 的灵活性，我们可以快速将蓝色 Moku:Lab 从示波器切换为频谱分析仪。
图 4 中显示的方波频谱和方波的预期一样，显示了 1 MHz 的基波和一系列延伸到 100 MHz 的绘图极限的奇次谐波。
数字 4: Moku:Lab 频谱分析仪上的方波频谱
我们的 not_square_wave MATLAB 脚本本质上是对具有 7 个奇次谐波的正弦波求和。 not_square_wave 的频谱如图 5 所示，其中显示了 1 MHz 基波和延伸至 7 MHz 的 15 个谐波峰值。 这在屏幕上用 iPad 应用程序的光标标记。
数字 5: 在 Moku:Lab 频谱分析仪上看到的“非方波”
示例 #2：利萨如图形
对于 Moku:Lab 的 AWG 的第二个示例，我们将生成一个经典的 Lissajous 图。 Lissajous 曲线在 x 和 y 中定义为：
x = 莘( at + d )
y = 辛( bt )
纳撒尼尔·鲍迪奇 (Nathaniel Bowditch) 于 1815 年研究了这组曲线，后来在 1857 年，儒勒·安托万·利萨如 (Jules Antoine Lissajous) 对其进行了更详细的研究。
通过将一些 Moku:Lab API 函数调用集成到 [3] 中的 MATLAB 脚本中，我们可以定义一些波形并在 MATLAB 中查看生成的 Lissajous 曲线。 这个 MATLAB 脚本是
lissajous_moku.m
运行后，一个 GUI 窗口将在 MATLAB 中打开，并允许用户配置变量 A、a、d、B、b 和 t。 单击“开始”，MATLAB 将绘制图形，几秒钟后，将波形下载到连接的 Moku:Lab 的 AWG。 图 6 显示了 MATLAB 输出，图 7 显示了在第二台 Moku:Lab 示波器上以 XY 模式运行时捕获的 Moku:Lab 任意波形发生器的输出。
数字 6: MATLAB 利萨如曲线
数字 7: Moku:Lab 的 AWG 显示在 Moku:Lab 的示波器上
进一步阅读：双通道模式生成
应用说明，“Moku:Lab 的任意波形发生器； 二维任意波束控制的双通道同步模式生成”[2]； 描述了使用 MATLAB 定义复杂的 4 通道扫描螺旋波形的 AWG 的特定用例。
总结
本应用笔记展示了您可以在 MATLAB 中通过数学公式定义波形的灵活性和速度。 相同的 MATLAB 脚本将波形无缝下载到联网的 Moku:Lab AWG，以立即生成所描述的信号。
参考资料
[1] Moku:Lab 的 AWG 用户手册
[2] Moku:Lab 的示波器用户手册
[3] MATLAB 中的 Lissajous 曲线： https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/28987-lissajous-curve
[4] Moku：实验室的任意波形发生器； 用于二维任意波束控制的双通道同步模式生成 http://download.liquidinstruments.com/documentation/app-note/App%20Note%20-%20MokuLab%20AWG%20Dual%20Channel%20Sync%20Pattern%20Generation.pdf
