Что такое ВЧ-генераторы и для чего они используются. Какие основные типы ВЧ-генераторов существуют. Каковы ключевые характеристики и преимущества современных ВЧ-генераторов. Как выбрать подходящий ВЧ-генератор для конкретных задач.
Что такое ВЧ-генераторы и принцип их работы
ВЧ-генераторы (высокочастотные генераторы) — это устройства, предназначенные для генерации электромагнитных колебаний высокой частоты. Они преобразуют энергию источника постоянного тока в энергию высокочастотных колебаний.
Принцип работы ВЧ-генератора основан на использовании активного элемента (транзистора, электронной лампы), который усиливает сигнал, и колебательного контура, задающего частоту колебаний. За счет положительной обратной связи в системе возникают незатухающие колебания заданной частоты.
Основные компоненты ВЧ-генератора:
- Источник питания
- Активный элемент (усилитель)
- Колебательный контур
- Цепь обратной связи
- Выходной каскад
Частота генерируемых колебаний определяется параметрами колебательного контура. Современные ВЧ-генераторы позволяют плавно или ступенчато изменять частоту в широком диапазоне.
Основные типы и классификация ВЧ-генераторов
ВЧ-генераторы можно классифицировать по различным признакам:
По диапазону частот:
- Низкочастотные (до 300 кГц)
- Высокочастотные (300 кГц — 300 МГц)
- Сверхвысокочастотные (СВЧ) (свыше 300 МГц)
По принципу работы:
- LC-генераторы
- RC-генераторы
- Кварцевые генераторы
- Генераторы на поверхностных акустических волнах
По типу активного элемента:
- Ламповые
- Транзисторные
- На интегральных микросхемах
Выбор конкретного типа ВЧ-генератора зависит от требований к частоте, мощности, стабильности и других параметров в конкретном применении.
Ключевые характеристики современных ВЧ-генераторов
При выборе и сравнении ВЧ-генераторов важно учитывать следующие основные характеристики:
Диапазон частот
Определяет минимальную и максимальную частоту генерируемого сигнала. Современные лабораторные ВЧ-генераторы имеют диапазон от единиц Гц до десятков ГГц.
Выходная мощность
Характеризует мощность генерируемого сигнала. Может варьироваться от микроватт в маломощных генераторах до киловатт в мощных передатчиках.
Стабильность частоты
Показывает, насколько стабильна частота генерируемого сигнала во времени и при изменении внешних условий. Измеряется в единицах ppm (частей на миллион).
Уровень фазовых шумов
Характеризует чистоту спектра генерируемого сигнала. Более низкий уровень фазовых шумов означает более чистый сигнал.
Скорость перестройки
Показывает, как быстро генератор может изменить частоту выходного сигнала. Важна для систем с быстрым переключением частот.
Возможности модуляции
Определяет доступные виды модуляции сигнала — AM, FM, PM, импульсная модуляция и др.
Учет этих и других характеристик позволяет выбрать оптимальный ВЧ-генератор для конкретных задач.
Применение ВЧ-генераторов в различных областях
ВЧ-генераторы широко используются в различных сферах науки, техники и промышленности:
Радиосвязь и телекоммуникации
ВЧ-генераторы являются ключевым компонентом передающих устройств в системах радиосвязи, телевидения, мобильной связи. Они формируют несущий сигнал для передачи информации.
Радиолокация
В радарных системах ВЧ-генераторы используются для формирования зондирующих импульсов. Стабильность частоты и низкий уровень фазовых шумов критически важны для точности радаров.
Измерительная техника
Высокоточные ВЧ-генераторы применяются в измерительных приборах — анализаторах спектра, векторных анализаторах цепей и др. Они служат источником тестовых сигналов для измерений.
Медицина
ВЧ-генераторы используются в физиотерапевтическом оборудовании, аппаратах УВЧ-терапии, хирургических инструментах. Они генерируют ВЧ-поля для воздействия на ткани.
Промышленность
В промышленности ВЧ-генераторы применяются для индукционного нагрева, сушки материалов, плазменной обработки и во многих других процессах.
Широкий спектр применений обуславливает разнообразие типов и моделей ВЧ-генераторов на рынке.
Преимущества современных ВЧ-генераторов
Развитие технологий позволило значительно улучшить характеристики ВЧ-генераторов. Современные устройства обладают рядом важных преимуществ:
Высокая стабильность частоты
Использование прецизионных опорных генераторов и систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) позволяет добиться стабильности частоты на уровне 10^-10 и выше.
Широкий диапазон частот
Современные ВЧ-генераторы способны перекрывать диапазон частот от единиц Гц до десятков и сотен ГГц в одном устройстве.
Низкий уровень фазовых шумов
Применение специальных схемотехнических решений позволяет значительно снизить уровень фазовых шумов, что критически важно для многих применений.
Цифровое управление
Микропроцессорное управление обеспечивает высокую точность установки параметров, возможность программирования и автоматизации работы.
Компактность
Современная элементная база позволяет создавать компактные ВЧ-генераторы с высокими характеристиками.
Эти преимущества делают современные ВЧ-генераторы незаменимым инструментом в различных областях науки и техники.
Как выбрать ВЧ-генератор для конкретных задач
Выбор оптимального ВЧ-генератора требует учета множества факторов. Вот основные шаги при выборе:
Определение требуемого диапазона частот
Необходимо четко определить, в каком диапазоне частот будет использоваться генератор. Это позволит сузить круг подходящих моделей.
Оценка необходимой выходной мощности
Требуемая выходная мощность зависит от конкретного применения. Важно учесть возможные потери в кабелях и других элементах системы.
Анализ требований к стабильности частоты
Для некоторых применений критически важна высокая стабильность частоты. В этом случае стоит обратить внимание на генераторы с термостатированными кварцевыми генераторами или атомными стандартами частоты.
Учет необходимых видов модуляции
Если планируется использовать модуляцию сигнала, важно убедиться, что выбранная модель поддерживает необходимые виды модуляции.
Оценка условий эксплуатации
Необходимо учесть, в каких условиях будет работать генератор — лабораторных, промышленных, полевых. От этого зависят требования к конструкции и защищенности устройства.
Правильный выбор ВЧ-генератора позволит оптимально решить поставленные задачи и избежать лишних затрат.
Перспективы развития технологий ВЧ-генераторов
Технологии ВЧ-генераторов продолжают активно развиваться. Основные направления развития включают:
Повышение рабочих частот
Развитие полупроводниковых технологий позволяет создавать генераторы, работающие на все более высоких частотах, вплоть до терагерцового диапазона.
Улучшение спектральных характеристик
Ведутся работы по дальнейшему снижению уровня фазовых шумов и побочных спектральных составляющих в выходном сигнале генераторов.
Интеграция дополнительных функций
Современные ВЧ-генераторы все чаще оснащаются встроенными анализаторами спектра, измерителями мощности и другими функциями, превращаясь в многофункциональные измерительные комплексы.
Миниатюризация
Развитие технологий позволяет создавать все более компактные ВЧ-генераторы с высокими характеристиками, вплоть до интеграции на кристалл.
Повышение энергоэффективности
Ведутся работы по повышению КПД генераторов, особенно в области мощных ВЧ-генераторов для промышленных применений.
Эти тенденции позволяют прогнозировать появление в ближайшем будущем еще более совершенных ВЧ-генераторов с улучшенными характеристиками.
Отечественный портативный ВЧ генератор (отзыв) / Хабр
Вместо введения
Привет! Меня зовут Олеся и я разрабатываю СВЧ устройства. Дома у меня мини лаборатория с разным оборудованием. Больше полугода назад я писала о ваттметре Микран, теперь у меня появился (куплен за свои деньги) СВЧ генератор этой же серии. Хочу отметить, что лаборатория у меня не для хобби, это для моей настоящей работы. Больше про меня и мою лабораторию можно найти по ссылкам тут и по хештегу #leka_engineer_lab. Статьи с Хабра часто перепечатывают; поэтому пишу, что автор этой статьи leka_engineer.
Чтобы было понятно о чём пойдёт речь, сразу приложу фото моего генератора PLG06:
1 СВЧ генератор сигналов Микран PLG06-12FРаспаковка и характеристики
Так же, как и ваттметр, я сначала попросила прибор в демо, и мне предоставили его на две недели. В тот момент свободных приборов не было, поэтому мне пришлось подождать около месяца (прислали быстрее, чем обещали).
Распаковку я засняла на видео, ниже скриншоты.
Комплектация генератора более «богатая» по сравнению с комплектацией ваттметра: кроме необходимых проводов для подключения, Микран даёт в комплекте переходы 3,5 вилка — 3,5 вилка, 3,5 вилка — N вилка, 3,5 вилка — N розетка и тарированный ключ (правда с усилием 0,9 Нм, а не 0,56).
Характеристики прибора можно посмотреть на сайте производителя. Там же есть ссылка на скачивание приложения (оно так же есть на самом генераторе как на флешке). Кроме того, есть команды для управления синтезатором на phyton. А в блоге компании (на их сайте) есть статьи разработчика прибора..
ПО
Программа не требует установки, что очень удобно. Интерфейс очень простой и интуитивно понятный. У меня версия 2.7.2. Как видно, у генератора есть возможность модуляции.
3 Интерфейс приложенияКак только компьютер или ноутбук увидит подключённый прибор, слева вместо надписи disconnected будет написан серийный номер. При выделении окна установки частоты или мощности можно использовать стрелочки на клавиатуре для плавного изменения параметра.
Команды на питоне я не пробовала, но вот sweep list, который можно сохранить в excel, отредактировать и снова загрузить — удобная опция.
Измерения
Сразу напишу благодарность сотрудникам СПб офиса Rohde&Shwarz за возможность использовать оборудование из демо зала и помощь в настройке измерений.
Ниже представлен график зависимости уровня гармоник от выходной частоты.
5 Зависимость уровня 2 и 3 гармоник от установленной частоты (график из документации Микран)Согласно моим измерениям максимальный уровень 2-ой гармоники -22 дБн (смотри рис 10). Измерения проводились на анализаторе спектра FSV3030 до 30 ГГц.
6 Процесс измерения уровня гармоникНесколько скриншотов с анализатора спектра (измерение уровня паразитных составляющих спектра7 сигнал 1 ГГц 8 Сигнал 1,5 ГГц 9 Сигнал 2,5 ГГц 10 Сигнал 4,5 ГГцНа рисунке 11 показано несколько сигналов снятых с функцией max hold. При оценке результатов необходимо помнить о том, что в измерительном кабеле потери растут с частотой (кабель до 40 ГГц, гибкий, длиной примерно 60 см).
Следующий параметр — подавление в паузе (в импульсном режиме). Производитель обещает подавление в паузе для генератора PLG06 на уровне около -60 дБ (рис 12).
12 Зависимость подавления сигнала в паузе от частоты сигнала (график из документации Микран)Согласно моим измерениям на Measuring Receiver FSMR3026 подавление в паузе примерно на уровне -60..-62 дБ.
13 Измерение подавления в паузе, частота 750 МГц, период 200 мкс, длительность 10 мкс, мощность 0 дБмИ последнее — измерения фазового шума. Производитель приводит график:
14 СПМ фазового шума в зависимости от отстройки от несущей для сигналов с разной частотой (из документации Микран)Измерительный приёмник FSMR может повторить такую картинку, что было очень удобно, так как мне не пришлось строить графики самой. Процесс измерения показан на рисунке 15, а на рисунке 16 представлен скриншот результата измерений.
Кроме непонятного всплеска на отстройке около 80 кГц для сигнала 25 МГц, графики практически совпадают.
Дополнительные возможности
Мне в подарок дали лицензию на ПО Multitest, пока что я не понимаю его преимуществ. По задумке генератор и ваттметр можно объединять для измерения коэффициента передачи. Интерфейс приложения очень приятный, есть калибровка потерь, режим измерения во временной области, можно подключить до двух генераторов и ваттметров.
Одним из возможных применений генераторов и ваттметров является измерение миксеров. Имея 2 генератора и 1 ваттметр можно собрать довольно бюджетный стенд.
17 Слева: вид окна программы Мультитест, справа: схема для измерения СВЧ миксера *Внимательный читатель мог заметить на рисунке 6 второй генератор. Это генератор PLG06 2014 года выпуска, который мне одолжил коллега (спасибо ему). Его несколько раз отправляли на ремонт (было очень много высоких паразитных составляющих в первый раз, в другие разы не знаю).
При измерении 2 и 3 гармоник сейчас, в марте 2022-го — они намного ниже (уровень не превышал -35 дБн), чем у моего, нового прибора.
Заключение
Генератор PLG06 вполне можно отнести к профессиональной технике, иначе я бы его не купила. Измеренные параметры соответствуют заявленным в паспорте. Мне в работе не так важны супер низкие фазовые шумы; гармоники высоковаты, но я обычно делаю полосовой фильтр под проект, так что это не критично для меня. Я прибором очень довольна.
Спасибо за внимание! Читайте мои другие статьи; подписывайтесь, чтобы следить за расширением моей лаборатории!
Генераторы ВЧ/СВЧ сигналов Anritsu MG362x1A
Главная
Решения
Контрольно-измерительное оборудование
Контрольно-измерительные приборы (КИП)
Генераторы сигналов
Производитель: Anritsu
Генераторы ВЧ/СВЧ сигналов Anritsu MG362x1A: обзор, цена, применение
Генераторы сигналов на основе рубидия обеспечивают непревзойденную чистоту сигнала и стабильность частоты благодаря чему найдут широкое применение в научно-исследовательской деятельности и производственных приложениях, где требуются высокоточные измерения в диапазоне частот от 9 кГц до 43,5 ГГц
Генераторы ВЧ/СВЧ сигналов Anritsu MG36221A и MG36241A серии «Rubidium» – новейшая линейка генераторов с непревзойденной спектральной чистотой и стабильностью сигнала даже при высоких уровнях выходной мощности во всем диапазоне частот.
Сигналы, генерируемые устройством обладают сверхнизким уровнем фазовых шумов, благодаря чему становится возможным тестирование радаров и РЛС (радиолокационных систем), повышающих/понижающих преобразователей, высокоскоростных АЦП и ЦАП.
Исключительно низкие уровни гармонических и негармонических побочных составляющих при стандартных и высоких уровнях выходной мощности делают приборы идеальными для измерения нелинейных характеристик устройств, исключая при этом использование дополнительных фильтров.
Приборы Anritsu MG362x1A могут быть использованы для реализации различных сценариев генерации сигналов помех, в качестве источников сигнала для тестирования устройств и систем, а также в качестве опорных сигналов в метрологических лабораториях.
Генераторы Anritsu MG362x1A обеспечивают большую стабильность по частоте по сравнению с аналогичными устройствами, в которых применяется опорный источник на основе термостатированного генератора (OCXO).
Такая стабильность достигается за счет опционального внутреннего рубидиевого опорного источника или за счет синхронизации от сигнала 1PPS опционально встраиваемого приемника GNSS/GPS.
Возможности AM, ЧМ/ФМ и импульсной модуляции предоставляют широкий выбор сложных сигналов с аналоговой модуляцией. Встроенный генератор произвольной формы способен формировать до семи различных типов сигналов, используемых для модуляции несущей частоты. Помимо этого, доступна одновременная модуляция АМ/ЧМ, АМ/ФМ или ЧМ/ИМ для генерации сигналов сложной формы, таких как ЛЧМ-импульсы.
Генераторы Anritsu MG362x1A серии «Rubidium» оснащаются 7-дюймовым сенсорным экраном, цифровой клавиатурой и кнопками навигации на передней панели. Четыре порта USB 3.0 на передней панели позволяют подключаться к различным устройствам, таким как запоминающие устройства и USB-датчики мощности Anritsu. Стандартные драйверы, такие как IVI.NET и IVI-C, а также поддержка команд SCPI делают удаленное программирование устройств быстрым и эффективным.
Благодаря своим техническим характеристикам и функциональным возможностям генератор станет незаменимым помощником для широкого диапазона измерительных приложений в различных областях науки и производственной деятельности.
Основные характеристики
Диапазон частот: от 9 кГц до 20 / 43,5 ГГц
Разрешение по частоте: 0,001 Гц
Уровнем фазовых шумов (SSB): -136 дБн/Гц (тип.) и -140 дБн/Гц (изм.) на несущей 10 ГГц с отстройкой 10 кГц
Внутренняя стабильность временной развертки: <± 2 x 10E-8 в год с опцией 0003, <± 1 x 10E-9 в год с опцией 0056
Вход / выход опорной частоты: 10 МГц, 100 МГц и 1,6 ГГц
Выходная мощность: от -130 дБм до +20 дБм (стандартный выход 20 ГГц), от -130 дБм до +18 дБм (43,5 ГГц, стандартный выход)
Точность и неравномерность уровня: +/-1 дБ (43,5 ГГц)
Гармоники (20 / 43,5 ГГц): -58 дБн
Не гармоники (20 / 43,5 ГГц): -63 дБн
Модуляция: AM, FM, PM и импульсная
Импульсная модуляция: минимальная ширина импульса <10 нс (без выравнивания)
Импульсная модуляция: время нарастания / спада 5 нс (тип.
)
Формы сигналов генератора НЧ: синус, квадрат, импульс, треугольник, пилообразный сигнал, шум GN/UN
Режимы частотной развертки: шаг, список
Ширина развертки по частоте: от 9 кГц до полного частотного диапазона (шаг, список)
Развертка мощности: шаг и список
Разрешение развертки мощности: 0,01 дБ/шаг
Порт 1000 Base-T Ethernet
4 порта USB 3.0 на передней панели, 2 порта USB 3.0 на задней панели
Возможность удаленного управления через Ethernet, GPIB (интерфейсная шина IEEE-488) или USB (требуется дополнительный USB-адаптер, рекомендуется адаптер от National Instruments NI GPIB-USB-HS)
Питание: 85..264 В переменного тока 48..440 Гц, 250 ВА (макс.)
Диапазон рабочих температур: от 0°C до +50°C
Размеры (ШхВхГ): 483 × 133 × 552 мм
Масса: 20,5 кг
Другие решения Anritsu
Векторный 2-х портовый анализатор цепей Anritsu ME7868A серии ShockLine™ Векторный анализатор цепей Anritsu MS46322A
Комплекс радиоконтроля Anritsu MS27103A
Оптический анализатор спектра Anritsu MS9740A
Показать больше
Задать вопрос специалисту
Контакты
Электронная почта*
Нажимая кнопку «Подписаться на рассылку», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных
Paramount РЧ-системы подачи питания | ВЧ плазменные генераторы
- Продукция
- Плазменные генераторы энергии
- Парамаунт ВЧ
- Обзор
- Технические характеристики
- Документы
- Обслуживание и поддержка
Обзор
Преимущества
- Повышение стабильности плазмы и воспроизводимости процесса
- Точный контроль РЧ-мощности
- Быстро реагировать на изменения плазмы
- Легко адаптируется к конкретным требованиям применения
Особенности
- Полностью цифровое управление
- Настройка частоты, пульсация и синхронизация импульсов
- Измерение мощности и импеданса в режиме реального времени
- Управление дугой
- Фазовая синхронизация (CEX)
Ресурсы
- Брошюра PowerInsight от Advanced Energy
Прямая и отраженная мощность: что это значит?
Технический паспорт серии Paramount
Сравнение ВЧ-генераторов Apex и Paramount
Просмотреть все ресурсы Paramount HF
Решения
- Смещение
- травление
- Производство полупроводников
Технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления.
Не все опции и аксессуары доступны для всех моделей и конфигураций. Указанные размеры обычно относятся только к стандартным конфигурациям и корпусам модулей. Пожалуйста, подтвердите технические характеристики и настройки у торгового представителя. Advanced Energy не несет ответственности за ошибки или упущения.
Спецификации
Технический паспорт серии Paramount
Брошюры
Брошюра PowerInsight от Advanced Energy
Указания по применению
Сравнение ВЧ-генераторов Apex и Paramount
Рекомендации по применению Paramount Implanter Tools
Глобальная поддержка и услуги
Поддержка приложений и консультации
Гарантии
Поддержка продукта
Позвоните
U.S.: +1 800 446 9167
Азия: +86 29 8874 1895
Китай: 400 8899 130
EMEA: +44448. 8899 130
EMEA: +4444448.
800 032144999999
.
Электронная почта
Поддержка тонких пленок
Поддержка тепловых продуктов
Другая техническая поддержка
Связаться с нами
ВЧ-системы подачи питания Apex | ВЧ плазменные генераторы
- Продукты
- Плазменные генераторы энергии
- Радиочастотные плазменные генераторы
- Апекс
- Обзор
- Технические характеристики
- Документы
- Обслуживание и поддержка
Обзор
Семейство универсальных ВЧ-генераторов и систем подачи энергии Apex ® отличается компактной модульной конструкцией, подходящей для монтажа в камере. Используя сложную технологию ВЧ-преобразования, ВЧ-генераторы и системы подачи энергии Apex обеспечивают повышенную надежность продуктов и процессов.
Возможности высокой плотности мощности делают их идеальными для передовых плазменных процессов. А различные коммуникационные модели и настраиваемые функции позволяют настраивать платформу и исследовать подходы к интеграции. Нет необходимости в сроках поставки нестандартного генератора.
Преимущества
- Простая интеграция технологических инструментов с повышенной гибкостью
- Стабилизация работы плазмы
- Повышение производительности для быстрого управления дугой
- Простая настройка и настройка в соответствии с требованиями вашего процесса
Особенности
- Высокая удельная мощность в обтекаемой конструкции
- Встроенное крепление для камеры, крепление на раму инструмента, крепление в стойку и варианты обувной коробки
- Широкополосные контуры управления
- Дополнительный импульсный контроль
- Высокоскоростное управление дугой
Ресурсы
Брошюра PowerInsight от Advanced Energy
Прямая и отраженная мощность: что это значит?
Спецификация Apex RF
Решения для радиочастотной калибровки
Просмотреть все ресурсы Apex
Решения
- Плоские дисплеи
- Производство полупроводников
Технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления.
