Технические характеристики генераторов радиочастотных сигналов включают диапазон частот, выходную мощность, фазовый шум, точность частоты, типы модуляции — все это важно для определения работы генератора.
Как и в случае с любым элементом контрольно-измерительного оборудования, в листе технических характеристик указаны характеристики конкретного генератора ВЧ-сигналов.
Набор спецификаций, используемых для генераторов радиочастотных сигналов, адаптирован к параметрам производительности, которые важны в этом сценарии. Обычно используемые параметры спецификаций включают диапазон частот, уровни выходной мощности, точность выходной мощности, гармоники и паразитные сигналы, а также фазовый шум. Эти и ряд других параметров имеют первостепенное значение.
Может существовать значительная разница в производительности между генераторами сигналов высшего класса, которые могут стоить больших сумм, по сравнению с генераторами радиочастотных сигналов более низкого уровня, которые можно позволить себе при более скромных бюджетах. Необходимо проработать, что необходимо и что потребуется для того, чтобы можно было выбрать наилучший вариант. Очевидно, что для домашних приложений, таких как любительское радио, стоимость некоторого оборудования самого высокого уровня недоступна и не требуется, тогда как для лаборатории разработки может не быть другого выбора, кроме как вложить значительные суммы денег.
Диапазон частот
Одной из очевидных ключевых характеристик любого генератора радиочастотных сигналов является диапазон частот, который он охватывает. Сегодня многие генераторы сигналов могут хорошо работать в микроволновом диапазоне, поскольку интерес к этой области растет.
При выборе диапазона, необходимого для генератора сигналов, необходимо учитывать все испытания, которые потребуются. Диапазон частот, требуемый для генератора сигналов, может не совпадать только с частотным диапазоном тестируемого устройства. Например, при тестировании радиоприемников необходимо проверить их восприимчивость к внеполосным сигналам на частоте изображения и других частотах. Они могут находиться за пределами диапазона рабочих частот тестируемого устройства, и генератор сигналов должен будет соответствовать этим и любым другим требованиям.
Гармоники и паразитные сигналы
Все генераторы сигналов производят некоторый уровень паразитных сигналов. Гармоники, как правило, намного выше, так как значительные усилия затрачиваются на уменьшение интермодуляции и других негармонически связанных паразитных сигналов.
уровни гармоник и паразитных сигналов обычно указываются в децибелах относительно несущей. Часто уровни гармоник относительно высоки, потому что выходной сигнал не фильтруется, но уровень других паразитных сигналов должен быть значительно ниже.
Выходная мощность генератора сигналов
Еще одной важной характеристикой генератора сигналов является его выходная мощность. Для большинства генераторов радиочастотных сигналов выходная мощность определяется в дБм, т.е. дБ относительно одного милливатт.
ДБМ В УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ
| УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ ДБМ | УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ МИЛЛИВАТТ |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 3 | 2 |
| 10 | 10 |
| 13 | 20 |
| 20 | 100 |
| 23 | 200 |
Хотя разные генераторы сигналов имеют разные выходные уровни, наиболее распространенный максимальный выходной уровень составляет +13 дБм, хотя каким бы ни был точный максимальный уровень, он обычно находится в диапазоне от 10 до 100 мВт, т. е. от 10 до 20 дБм.
Точность мощности — относительная и абсолютная:
Для многих тестовых сценариев необходимо точно знать выходной сигнал генератора сигналов. Это связано с тем, что отклик тестируемого устройства, скорее всего, будет варьироваться в зависимости от уровня генератора сигналов. В некоторых случаях отклик может быть очень чувствительным к уровню генератора сигналов. В связи с этим большое значение имеет спецификация точности уровня генератора сигналов.
Есть два элемента точности выходного уровня генератора сигналов. Это результат того, как регулируется выходной уровень. Выход генератора сигналов обычно состоит из аттенюатора, что дает возможность изменять уровень выходного сигнала. Перед выходным аттенюатором в генераторе сигналов стоит усилитель с контуром обратной связи, который используется для поддержания точного фиксированного уровня. Затем точность аттенюатора обеспечивает относительную точность отдельных шагов, в то время как поддерживаемый уровень усилителя обеспечивает абсолютную точность уровня.
Фазовый шум генератора сигналов
Одним из моментов, который необходимо учитывать при работе со многими генераторами сигналов в наши дни, является уровень производимого фазового шума. Важность возникает потому, что многие генераторы сигналов попадают в категорию синтезированных генераторов сигналов. В то время как генератор синтезированных сигналов предлагает множество преимуществ, от точного выбора частоты до стабильности и высокого уровня программируемости, проблема фазового шума может быть проблемой для некоторых генераторов, и характеристики фазового шума необходимо тщательно учитывать.
При проведении общих измерений шума системы фазовый шум используемого генератора сигналов может повлиять на измерения. Соответственно надо знать, что можно терпеть. Уровень фазового шума от генератора радиочастотного сигнала обычно падает по мере увеличения смещения от несущей. Фактические уровни могут быть указаны в нескольких точках спецификации, а иногда может быть приведен график фазового шума.
Уровни фазового шума измеряются в дБн/Гц. Это уровень шума в полосе пропускания 1 Гц относительно уровня несущей. Поскольку шум не находится на одной частоте, а распределен по частотному диапазону, чем шире полоса измерения, тем больше шума видно. Соответственно необходимо указать полосу пропускания и за стандарт принимается 1 Герц.
Точность — краткосрочная и долгосрочная
Часто важна точность генератора сигналов. В большинстве генераторов радиочастотных сигналов используются синтезаторы частоты, это означает, что точность частоты определяется стандартом частоты, используемым в генераторе. Точность стандартов частоты определяется рядом различных спецификаций, и их необходимо правильно комбинировать, чтобы получить общую «точность». Все измерения точности указаны в частях на миллион (PPM). Однако есть элементы, в том числе температурная стабильность, стабильность линейного напряжения, старение (т. е. устойчивый дрейф кристалла со временем в течение многих месяцев в пределах эталонного стандарта и т. д. Их необходимо добавить статистически, чтобы получить общую «точность» для радиочастоты. генератор сигналов.
Поддерживаемые форматы модуляции
Для того чтобы генератор сигналов мог проводить множество испытаний, во многих случаях необходимо, чтобы сигнал можно было модулировать. Таким образом можно более полно моделировать реальные сигналы и проводить необходимые тесты. Большинство генераторов сигналов имеют возможность модулировать сигналы различными способами, некоторые из которых обеспечивают более высокий уровень гибкости, чем другие. В результате необходимо проверить технические характеристики генератора сигналов, чтобы убедиться, что он обладает требуемыми возможностями.
Первоначально многие генераторы сигналов имели возможность применять амплитудную модуляцию, АМ и частотную модуляцию, ЧМ. Однако в радио- и беспроводных системах, использующих гораздо более продвинутые формы модуляции, многие генераторы сигналов имеют очень широкие возможности модуляции. Некоторые из них могут быть обеспечены за счет использования дополнительных опций. Сегодня в генераторе сигналов может быть доступно множество форматов модуляции. К ним могут относиться: различные формы фазовой манипуляции, PSK (включая BPSK, QPSK, 8PSK и т. д.), а также другие более сложные форматы модуляции, включая квадратурную амплитудную модуляцию, QAM (включая 16- и 64-точечную QAM). Другие типы модуляции, включая CDMA и OFDM, также могут быть доступны.
Интервал калибровки испытательного оборудования
Интервал калибровки для любого элемента испытательного оборудования важен, и это относится к любому генератору сигналов, будь то новый или бывший в употреблении генератор сигналов. Калибровка испытательного оборудования может значительно увеличить стоимость владения, поэтому необходимо учитывать интервал калибровки. Для многих генераторов сигналов интервал будет равен году, но если требуется более высокая степень точности какой-либо из спецификаций генератора сигналов, то могут потребоваться более короткие временные интервалы.
Генераторы радиочастотных сигналов значительно различаются по производительности. Часто производительность отражается на цене, а с учетом технологии, используемой в генераторах радиочастотных сигналов, они часто недешевы. Однако, когда требуемая производительность превышает бюджет, можно рассмотреть второе пользовательское оборудование или даже оборудование от некоторых перспективных новых поставщиков или тех, которые используют радиочастотные генераторы на базе USB. Использование надежных поставщиков означает, что качество, производительность и поддержка будут гарантированы, но иногда новые производители или те, кто поставляет оборудование на основе USB, могут быть наиболее жизнеспособным вариантом.