Многие типы генераторов сигналов используются во многих тестовых системах, подающих стимул на тестируемое устройство.
Генератор сигналов — это часть испытательного оборудования, которое вырабатывает электрический сигнал в форме волны. Это используется в качестве стимула для тестируемого элемента. Генераторы сигналов во всех их формах широко используются в системах тестирования и разработки вместе с другими инструментами тестирования.
При рассмотрении того, что такое генератор сигналов, будет видно, что они бывают разных форм — существует много типов генераторов сигналов, каждый из которых используется для обеспечения различной формы сигнала. Некоторые из них обеспечивают РЧ-сигналы, другие — аудиосигналы, некоторые могут обеспечивать различные формы волны, а третьи — только импульсы.
Генераторы сигналов используются уже много лет. Ранние типы были очень простыми по стандартам современных различных типов генераторов сигналов. Уровни производительности, а также разнообразие доступных объектов увеличились и улучшились.
Что такое генератор сигналов
Генераторы сигналов выпускаются в различных формах, способных создавать различные формы сигналов для различных тестовых приложений. Некоторые из этих контрольно-измерительных приборов предназначены для тестирования радиочастот, в то время как другие используются для тестирования звука, возможно, в качестве генератора синусоидального сигнала и т. д., а третьи — для подачи импульсов, возможно, для возбуждения цифровых схем. Существуют тысячи различных приложений для генераторов сигналов. Однако они отличаются от измерительных контрольно-измерительных приборов, таких как осциллографы, цифровые мультиметры, анализаторы спектра и т. д., тем, что они не измеряют сигнал, а генерируют сигнал, который подается на тестируемое устройство. Соответственно стоит определить генератор сигналов:
Определение генератора сигналов:
Генератор сигналов — это электронный измерительный прибор, который создает или генерирует повторяющиеся или неповторяющиеся сигналы. Форма волны может быть разной формы и амплитуды. Генераторы сигналов всех типов в основном используются при проектировании, производстве, обслуживании и ремонте электронных устройств.
Обзор типов генераторов сигналов
Глядя на то, что такое генератор сигналов, можно увидеть, что существует множество различных типов генераторов сигналов:
- Генератор сигналов произвольной формы. Генератор сигналов произвольной формы — это тип генератора сигналов, который создает очень сложные формы сигналов, которые могут быть заданы пользователем. Эти сигналы могут быть практически любой формы и могут быть введены различными способами, вплоть до указания точек на сигнале. По сути, генератор сигналов произвольной формы можно рассматривать как очень сложный генератор функций. Будучи значительно более сложными, генераторы сигналов произвольной формы стоят дороже, чем функциональные генераторы, и часто их полоса пропускания более ограничена из-за методов, необходимых для генерации сигналов.
- Генератор аудиосигналов: как следует из названия, этот тип генератора сигналов используется для аудиоприложений. Такие генераторы сигналов работают в звуковом диапазоне, обычно примерно от 20 Гц до 20 кГц и более, и часто используются в качестве генераторов синусоидальных колебаний. Они часто используются при аудиоизмерениях частотной характеристики и для измерения искажений. В результате они должны иметь очень плоскую характеристику, а также очень низкий уровень гармонических искажений.
- Генератор функций: Генератор функций — это тип генератора сигналов, который используется для генерации простых повторяющихся сигналов. Обычно этот тип генератора сигналов генерирует сигналы или функции, такие как синусоидальные, пилообразные, прямоугольные и треугольные сигналы. Ранние генераторы функций, как правило, полагались на схемы аналоговых генераторов, которые напрямую создавали формы сигналов. Современные генераторы функций могут использовать методы цифровой обработки сигналов для генерации сигналов в цифровом виде, а затем преобразовывать их из цифрового в аналоговый формат. Многие генераторы функций имеют тенденцию ограничиваться более низкими частотами, поскольку именно здесь часто требуются формы сигналов, создаваемые этим типом генератора сигналов. Однако возможно получение более высокочастотных версий.
- Генератор импульсов: Как следует из названия, генератор импульсов представляет собой форму генератора сигналов, который создает импульсы. Эти генераторы сигналов часто представляют собой генераторы логических импульсов, которые могут генерировать импульсы с переменной задержкой, а некоторые даже предлагают переменное время нарастания и спада. Импульсы часто нужны при тестировании различных цифровых, а иногда и аналоговых схем. Способность генерировать импульсы позволяет запускать цепи или посылать последовательности импульсов на устройство для обеспечения требуемого стимула.
- Генератор радиочастотных сигналов: как видно из названия, этот тип генератора сигналов используется для генерации радиочастотных или радиочастотных сигналов.
- Генератор радиочастотных сигналов может использовать различные методы для генерации сигнала. В генераторах аналоговых сигналов использовались автономные генераторы, хотя в некоторых для повышения стабильности использовались методы частотной автоподстройки частоты. Однако большинство генераторов радиочастотных сигналов используют синтезаторы частоты для обеспечения необходимой стабильности и точности. Могут использоваться как методы фазовой автоподстройки частоты, так и методы прямого цифрового синтеза. Генераторы радиочастотных сигналов часто имеют возможность добавлять модуляцию к форме волны. Генераторы нижнего уровня могут иметь возможность добавлять AM или FM, но высокопроизводительные генераторы ВЧ-сигналов могут добавлять форматы модуляции OFDM, CDMA и т. д. . поэтому их можно использовать для тестирования сотовых и беспроводных систем.
- Генератор векторных сигналов. Генератор векторных сигналов — это тип генератора радиочастотных сигналов, который генерирует радиочастотные сигналы со сложными форматами модуляции, такими как QPSK, QAM и т. Векторные генераторы сигналов, как правило, используются для тестирования современных систем передачи данных, начиная от Wi -Fi в системы мобильной связи 4G, 5G и многие другие решения для подключения, в которых используются усовершенствованные формы волны. Поскольку в этих формах сигналов используются схемы модуляции, а в формах сигналов используется информация о фазе, часто требуется векторный генератор сигналов.
Форматы генератора сигналов
Как и другие формы испытательного оборудования для электроники, генераторы сигналов доступны в различных форматах. Доступные типы форматов в определенной степени зависят от точного типа генератора сигналов, но есть несколько вариантов, которые могут быть доступны.
- Традиционное стендовое испытательное оборудование: традиционное стендовое испытательное оборудование — это то, что приходит на ум, когда речь идет об испытательных приборах. Автономная коробка, которая включает в себя сам генератор, а также источник питания, функции управления, дисплей и внешние элементы управления, обычно считается испытательным оборудованием. Эти тестовые инструменты охватывают наибольший объем, но не всегда являются наиболее подходящими, поскольку другие варианты также могут иметь свои преимущества.
- Карта прибора для испытаний в стойке: Существуют тестовые модули, которые можно вставить в тестовую стойку. Ранние системы стоек включали VXI, но сегодня наиболее широко используется PXI. Основанный на популярном стандарте ПК, известном как PCI, PXI является открытым стандартом, управляемым PXI Systems Alliance, PXISA, который взял стандарт PCI и обновил его для приложений контрольно-измерительных приборов. Стойка состоит из базовой 19-дюймовой стоечной системы, которая включает блок питания, а первый слот зарезервирован для контроллера или связи с внешним ПК. Остальные слоты для карт можно использовать для контрольно-измерительных приборов. Доступен широкий выбор генераторов сигналов, генераторов функций, генераторов сигналов произвольной формы и т. д. Такой подход идеален для построения автоматизированной системы с несколькими узлами. Несмотря на то, что может показаться на первый взгляд, можно получить очень высокопроизводительные измерительные приборы в формате PXI,
- Генератор USB-сигналов. Еще одним вариантом для многих измерительных приборов в наши дни является использование мощности ПК для выполнения нескольких функций испытательного прибора. Тестовый модуль обеспечивает функциональность тестового оборудования, в данном случае генерируя сигнал, но питание, элементы управления и индикация обеспечиваются ПК. Это позволяет покупать гораздо более дешевые инструменты, сохраняя при этом возможности и производительность.
- Используйте сгенерированную компьютером форму волны: в некоторых случаях можно сгенерировать форму волны в цифровом виде на компьютере с помощью приложения или программы генератора сигналов. Результирующий сигнал может быть отправлен через аудиоразъем звуковой карты. Этот маршрут предлагает очень дешевый способ создания сигнала, но он ограничен выходом звука ПК или звуковой карты. Это может быть идеальным для некоторых приложений, но окончательный вывод очень зависит от звука или вывода с ПК, и этот путь, возможно, не лучший вариант, если требуется вывод с гарантированной производительностью.
Существует множество различных форматов генераторов сигналов в зависимости от физического формата измерительного прибора. Если требуется автономное оборудование, часто идеальным вариантом является стендовое испытательное оборудование, но для систем и областей, где доступны ПК, другие варианты могут подойти лучше.
Различные типы генераторов сигналов могут создавать различные типы сигналов. Их можно использовать в различных приложениях, некоторые тестируют радиочастотное оборудование, другие обеспечивают стимулы для логических плат, а третьи используются во множестве различных областей для обеспечения различных необходимых стимулов. При рассмотрении того, что такое генератор сигналов, необходимо определить тип генератора, необходимого для данной работы.