Ciekawy

Co to jest generator sygnału: różne typy

Co to jest generator sygnału: różne typy

Generator sygnału to urządzenie testowe, które wytwarza sygnał elektryczny w postaci fali. Jest to używane jako bodziec dla testowanego przedmiotu.

Generatory sygnału we wszystkich swoich formach są szeroko stosowane w systemach testowania i rozwoju, są używane z innymi przyrządami testującymi.

Patrząc na to, czym jest generator sygnału, można zauważyć, że występują one w wielu formach - istnieje wiele typów generatorów sygnału, z których każdy służy do dostarczania innego rodzaju sygnału. Niektóre zapewniają sygnały RF, inne sygnały audio, niektóre mogą zapewniać różne kształty fal, a inne mogą dostarczać tylko impulsy.

Generatory sygnałów są używane od wielu lat. Wczesne typy były bardzo podstawowe w standardzie różnych typów generatorów sygnału. Poziomy wydajności, a także różnorodność dostępnych udogodnień wzrosły i uległy poprawie.

Co to jest generator sygnału

Generatory sygnałów występują w różnych formach i są w stanie wytwarzać różnorodne przebiegi do różnych zastosowań testowych. Niektóre z tych przyrządów testowych są przeznaczone do testowania częstotliwości radiowych, podczas gdy inne są używane do testowania dźwięku, być może jako generator fali sinusoidalnej itp., A inne do dostarczania impulsów, być może do ekscytujących obwodów cyfrowych. Istnieją tysiące różnych aplikacji dla generatorów sygnału.

Jednak różnią się one od przyrządów pomiarowych, takich jak oscyloskop, multimetry cyfrowe, analizatory widma itp. Tym, że zamiast mierzyć sygnał, generują sygnał, który ma być zastosowany do testowanej jednostki.

W związku z tym warto zdefiniować generator sygnału:

Definicja generatora sygnału:

Generator sygnału to elektroniczny przyrząd testujący, który tworzy lub generuje powtarzające się lub nie powtarzające się przebiegi. Te przebiegi mogą mieć różne kształty i amplitudę. Generatory sygnałów wszelkiego typu są najczęściej wykorzystywane do projektowania, wytwarzania, serwisowania i naprawy urządzeń elektronicznych.

Podsumowanie typów generatorów sygnałów

Patrząc na to, czym jest generator sygnału, można zauważyć, że istnieje wiele różnych typów generatorów sygnału:

  • Generator przebiegów arbitralnych: Generator arbitralnych przebiegów jest rodzajem generatora sygnałów, który tworzy bardzo wyrafinowane przebiegi, które mogą być określone przez użytkownika. Przebiegi te mogą mieć prawie dowolny kształt i mogą być wprowadzane na wiele sposobów, nawet z określeniem punktów na przebiegu.

    Zasadniczo generator arbitralny przebiegów może być traktowany jako bardzo wyrafinowany generator funkcyjny.

    Ponieważ generatory arbitralne są znacznie bardziej złożone, są droższe niż generatory funkcyjne i często ich szerokość pasma jest bardziej ograniczona ze względu na techniki wymagane do generowania sygnałów.


  • Generator sygnału audio: Jak sama nazwa wskazuje, ten typ generatora sygnału jest używany w aplikacjach audio. Generatory sygnału, takie jak te, pracują w całym zakresie audio, zwykle od około 20 Hz do 20 kHz i więcej, i są często używane jako generatory fal sinusoidalnych. Są często używane w pomiarach audio odpowiedzi częstotliwościowej i do pomiarów zniekształceń. W rezultacie muszą mieć bardzo płaską odpowiedź, a także bardzo niski poziom zniekształceń harmonicznych.
  • Generator funkcyjny: Generator funkcyjny jest rodzajem generatora sygnału używanego do generowania prostych, powtarzalnych przebiegów. Zazwyczaj ten typ generatora sygnału wytwarza przebiegi lub funkcje, takie jak przebiegi sinusoidalne, przebiegi piłokształtne, przebiegi prostokątne i trójkątne.

    Wczesne generatory funkcyjne miały tendencję do polegania na obwodach oscylatorów analogowych, które bezpośrednio wytwarzały przebiegi. Nowoczesne generatory funkcyjne mogą wykorzystywać techniki cyfrowego przetwarzania sygnałów do cyfrowego generowania przebiegów, a następnie przekształcania ich z formatu cyfrowego na format analogowy.

    Wiele generatorów funkcyjnych będzie miało tendencję do ograniczania się do niższych częstotliwości, ponieważ w takich przypadkach często wymagane są przebiegi generowane przez tego typu generator sygnału. Możliwe jest jednak uzyskanie wersji o wyższej częstotliwości.


  • Generator impulsów: Jak sama nazwa wskazuje, generator impulsów jest formą generatora sygnału, który wytwarza impulsy. Te generatory sygnału mają często postać logicznych generatorów impulsów, które mogą wytwarzać impulsy ze zmiennymi opóźnieniami, a niektóre nawet oferują zmienne czasy narastania i opadania.

    Impulsy są często potrzebne podczas testowania różnych obwodów cyfrowych, a czasem analogowych. Zdolność do generowania impulsów umożliwia wyzwalanie obwodów lub wysyłanie ciągów impulsów do urządzenia w celu dostarczenia wymaganego bodźca.


  • Generator sygnału RF: Jak nazwa wskazuje, ten typ generatora sygnałów służy do generowania sygnałów o częstotliwości radiowej lub RF.Generator sygnału RF może wykorzystywać różne metody generowania sygnału. Typy generatorów sygnałów analogowych wykorzystywały swobodnie pracujące oscylatory, chociaż niektóre wykorzystywały techniki pętli sprzężenia zwrotnego w celu poprawy stabilności. Jednak większość generatorów sygnału RF wykorzystuje syntezatory częstotliwości, aby zapewnić wymaganą stabilność i dokładność. Można zastosować zarówno techniki pętli sprzężenia zwrotnego, jak i bezpośrednią syntezę cyfrową. Generatory sygnału RF często mają możliwość dodawania modulacji do przebiegu. Niższe klasy mogą być w stanie dodać AM lub FM, ale generatory sygnału RF wysokiej klasy mogą być w stanie dodać formaty modulacji OFDM, CDMA itp. dzięki czemu mogą być używane do testowania systemów komórkowych i bezprzewodowych.

  • Generator sygnału wektorowego: Generator sygnału wektorowego to rodzaj generatora sygnału RF, który generuje sygnały RF o złożonych formatach modulacji, takich jak QPSK, QAM itp.

    Generatory sygnału wektorowego są zwykle używane do testowania nowoczesnych systemów transmisji danych, od Wi-Fi do 4G, systemów telefonii komórkowej 5G i wielu innych rozwiązań komunikacyjnych, które wykorzystywały zaawansowane przebiegi. Ponieważ te przebiegi wykorzystują schematy modulacji i przebiegi wykorzystujące informacje o fazie, często potrzebny jest generator sygnału wektorowego.

Formaty generatorów sygnałów

Podobnie jak inne rodzaje sprzętu do testowania elektroniki, generatory sygnału są dostępne w wielu różnych formatach. Dostępne typy formatów zależą w pewnym stopniu od dokładnego typu generatora sygnału, ale istnieje kilka opcji, które mogą być dostępne.

  • Tradycyjny sprzęt do testów stołowych: Tradycyjny sprzęt do testów laboratoryjnych to wizja tego, co przychodzi na myśl, gdy mówimy o przyrządach testowych. Samodzielne pudełko, które zawiera sam generator, jak również zasilacz, funkcje kontrolne, wyświetlacz i zewnętrzne elementy sterujące jest tym, co zwykle jest uważane za urządzenie testowe. Te przyrządy testowe obejmują największą liczbę wolumenów, ale nie zawsze są najbardziej odpowiednie, ponieważ inne opcje również mogą mieć swoje zalety.
  • Karta przyrządu do testów w stojaku: Istnieją moduły testowe, które można włożyć do stojaka testowego. Wczesne systemy rack zawierały VXI, ale obecnie PXI jest zdecydowanie najbardziej rozpowszechnionym. Oparty na popularnym standardzie komputerów PC znanym jako PCI, PXI jest otwartym standardem zarządzanym przez PXI Systems Alliance, PXISA, który przejął standard PCI i zaktualizował go do zastosowań w oprzyrządowaniu testowym. Szafa składa się z podstawowego 19-calowego systemu rack, który zawiera zasilacz, a pierwsze gniazdo jest zarezerwowane dla kontrolera lub łącza do zewnętrznego komputera. Pozostałe gniazda na karty można wykorzystać na przyrządy testowe. Dostępna jest duża różnorodność generatorów sygnałów, generatorów funkcji, generatorów arbitralnych przebiegów itp. Takie podejście jest idealne do budowy zautomatyzowanego systemu z wieloma jednostkami. Wbrew temu, co można by pomyśleć na początku, można uzyskać bardzo wydajne przyrządy do testów PXI, z których wiele dorównuje parametrom sprzętu do testów laboratoryjnych.
  • Generator sygnału USB: Inną opcją dla wielu przyrządów testowych w dzisiejszych czasach jest wykorzystanie mocy komputera PC do przejęcia kilku funkcji przyrządu testowego. Moduł testowy zapewnia funkcjonalność sprzętu testowego, w tym przypadku generując sygnał, ale zasilanie, sterowanie i wyświetlacz są dostarczane przez komputer. Umożliwia to zakup instrumentów o znacznie niższych kosztach, przy jednoczesnym zachowaniu możliwości i wydajności.
  • Użyj kształtu fali wygenerowanego komputerowo: W niektórych przypadkach możliwe jest cyfrowe wygenerowanie przebiegu w komputerze za pomocą aplikacji lub programu generującego sygnał. Powstały przebieg można wysłać przez gniazdo audio karty dźwiękowej. Ta trasa oferuje bardzo tanią drogę do tworzenia sygnału, ale jest ograniczona przez wyjście audio komputera lub karty dźwiękowej. Może to być idealne rozwiązanie dla niektórych aplikacji, ale ostateczne wyjście jest bardzo zależne od dźwięku lub wyjścia z komputera, a ta droga prawdopodobnie nie jest najlepszą opcją, jeśli potrzebne jest wyjście o gwarantowanej wydajności.

Istnieje wiele różnych formatów generatorów sygnału, jeśli chodzi o fizyczny format przyrządu testowego. Jeśli wymagany jest samodzielny sprzęt, często idealnym rozwiązaniem jest sprzęt do testów laboratoryjnych, ale w przypadku systemów i obszarów, w których dostępne są komputery osobiste, inne opcje mogą być lepsze.

Różne typy generatorów sygnału są w stanie wytwarzać różne typy przebiegów. Mogą być używane w różnych aplikacjach, niektóre testują sprzęt RF, inne dostarczają bodźców do tablic logicznych, a inne są używane w wielu różnych obszarach, aby zapewnić różne potrzebne bodźce. Patrząc na to, czym jest generator sygnałów, konieczne jest określenie typu generatora potrzebnego do danego zadania.


Obejrzyj wideo: AGH - Metrologia - Próbkowanie sygnałów cyfrowe przetwarzanie sygnałów (Styczeń 2022).