Важны точные и надежные испытания для гарантии качества и производительности инженерных проектов. Поэтому важно понимать различные функции и возможности генераторов сигналов, чтобы принять обоснованное решение, отвечающее уникальным потребностям проектов и тестов.
Современный генератор сигналов представляет электронное устройство, создающее повторяющиеся и неповторяющиеся сигналы, используемые для тестирования и оценки электронного испытательного оборудования. Он моделирует сигналы и условия реального мира для тестирования производительности и поведения электронных систем.
Устройства применяют в различных областях, включая телекоммуникации, аудиотехнику и медицинскую электронику. Их история восходит к 1920-м годам, когда они были впервые разработаны как простые генераторы синусоидальных волн. Со временем они эволюционировали и стали включать более сложные возможности генерации, повышенную точность и большую гибкость.
Сегодня генераторы сигналов предлагают широкий спектр выходных сигналов, вариантов модуляции и частот для точной адаптации тестовых сигналов к конкретным потребностям.
Устройство состоит из нескольких ключевых компонентов, включая:
Процесс генерации сигнала начинается с генератора, который создает стабильную и повторяющуюся форму сигнала, например, синусоидальную.
Сигнал проходит через модулятор, который преобразует его в желаемый тип, например, прямоугольный или треугольный. Он добавляет любую модуляцию: амплитудную, частотную или фазовую. Затем усиливает выходной сигнал до желаемого уровня и отправляет его на DUT (тестируемое устройство).
Генератор сигналов может генерировать сигналы различной формы, включая синусоидальную, прямоугольную, треугольную, пилообразную и произвольную. Синусоидальные обычно используются для тестирования и оценки аудиосистем, а прямоугольной и треугольной формы — проверяют цифровые схемы. Пилообразные и произвольные тестируют различные электронные системы, поскольку они могут моделировать сигналы и условия реального мира.
Сигнал — это электрическое представление данных. Они могут представлять сообщения, изображения, звуки, измерения и все остальное, определенное как набор значений.
Аналоговый сигнал — это напряжение, ток или физическая величина, которая непрерывно и бесконечно изменяется в соответствии с некоторым изменяющимся во времени параметром. Например, радиоволны, телевизионные или звуковые — все это примеры аналоговых сигналов. Существует два типа:
Сигналы могут обозначаться:
Генераторы сигналов используются в различных отраслях и приложениях, для испытательного и измерительного оборудования, начиная от электронного и заканчивая телекоммуникационным, аудио и видео.
Аналоговый сигнал изменяется во времени и обычно привязан к определенному диапазону (например, от +12 В до -12 В), но в этом непрерывном потоке существует бесконечное количество значений. Он использует заданное свойство среды для передачи информации о сигнале, например, электричество, движущееся по проводу. В электрическом сигнале напряжение, ток или частота сигнала могут изменяться для представления информации. Аналоговые сигналы часто представляют собой рассчитанные реакции на изменения света, звука, температуры, положения, давления или других физических явлений.
Генератор аналоговых сигналов будет генерировать несущую волну или CW. И частота, и амплитуда регулируются. Частотные диапазоны часто могут находиться между низкими кГц и выходить за пределы спектра миллиметровых волн. Конкретным приложениям требуются разные диапазоны частот, например, сотовые системы в основном будут использовать до 6 ГГц, хотя она ежегодно увеличивается по мере появления нового спектра: 5G использует частоты выше 28 ГГц, а 5G-Advanced – до 25 ГГц. Бортовой радар часто работает на частоте 10 ГГц, а автомобильный высокого разрешения — на 77 ГГц.
Метод создания различных частот называется синтезом, причем двумя основными типами являются прямой и косвенный. Оба начинаются с опорной частоты: прямой синтезатор будет использовать умножители и смесители для получения желаемой частоты, а косвенный – управляемый напряжением генератор и фазовую автоподстройку (PLL) для сравнения желаемой частоты с опорной.
Цифровые сигналы обычно используются в системах связи, где цифровая передача может передавать данные по каналам передачи «точка-точка» или «точка-множество точек», таким как медные провода, оптические волокна, средства беспроводной связи, носители данных. Передаваемые данные представлены в виде электромагнитного сигнала, такого как микроволновый, инфракрасный, радиоволна, электрическое напряжение. В целом, цифровые схемы проще проектировать, но они часто стоят дороже, чем аналоговые, предназначенные для тех же задач.
На рынке доступно множество генераторов сигналов – от простых до сложной произвольной формы. Рассмотрим пять самых распространенных типов генераторов сигналов:
РЧ-генератор создает высокочастотные сигналы в радиочастотном спектре, обычно в диапазоне от нескольких килогерц до нескольких гигагерц. Они могут тестировать и оценивать производительность радиочастотных компонентов и систем, таких как антенны, фильтры, усилители и системы связи.
Основная функция радиочастотного генератора — обеспечение стабильного и надежного источника сигнала для тестирования и оценки электронных схем и устройств. Они состоят:
Радиочастотные генераторы можно увидеть в различных приложениях, таких как телекоммуникации, военная и оборонная промышленность, электроника. Они играют большую роль в тестировании и оценке радиочастотных компонентов и систем, обеспечивая их соответствие желаемым характеристикам производительности.
Векторные генераторы сигналов (VSG) — это устройства, которые могут генерировать как амплитудные, так и фазово-модулированные, также известные как векторные сигналы. В отличие от традиционных устройств, которые создают сигналы только с постоянной амплитудой, VSG может генерировать с переменной и фазой, которые необходимы для тестирования и оценки сотовых сетей и спутниковых систем.
Основная функция векторных генераторов сигналов VSG — создавать сложные сигналы для тестирования и оценки систем связи и электронных устройств: фильтров, усилителей, модемов. Генераторы векторных сигналов VSG обычно включает в себя генератор цифровых сигналов, модулятор и усилитель мощности, которые работают вместе для создания желаемого сигнала. Генератор векторных сигналов генерирует групповой сигнал, а затем модулируется по амплитуде и фазе для получения окончательного модулированного.
Вы можете найти векторные генераторы сигналов в телекоммуникационной отрасли, где они играют решающую роль в тестировании и оценке систем и устройств связи. В других отраслях, таких как военная и оборонная, векторные генераторы сигналов тестируют и оценивают радары и системы наведения ракет.
Генератор сигналов R&S может создавать сигналы любой формы в своем диапазоне частот. В отличие от других, которые генерируют конкретные (синусоидальные, прямоугольные и треугольные), данный генератор может создавать широкий спектр сигналов произвольной формы, которые могут быть запрограммированы или определены пользователем.
Вы можете найти аналоговые генераторы сигналов R&S в различных сферах, таких как:
Аналоговые генераторы сигналов произвольной формы обеспечивают высокую точность, гибкость и универсальность, позволяя генерировать различные сигналы для тестирования и оценки. Они могут генерировать сложные сигналы, например импульсные и модулированные, которые могут моделировать реальные условия, что делает их важным инструментом во многих отраслях.
Генераторы сигналов — универсальные и ценные инструменты для техников, предоставляющие широкий спектр сигналов для проведения тестов и оценки электронных систем в разных отраслях и приложениях. Их можно купить по выгодной цене у производителя. Независимо от сферы, будь то телекоммуникации, аудио- и видеооборудование или автомобильная промышленность, генератор сигналов поможет добиться точных и надежных результатов тестирования.