Генератор вч схема. Генераторы ВЧ сигналов: типы, характеристики и применение

Что такое генератор ВЧ сигналов. Какие бывают типы генераторов ВЧ. Как выбрать генератор ВЧ сигналов. Какие характеристики важны при выборе генератора ВЧ. Где применяются генераторы ВЧ сигналов.

Что такое генератор ВЧ сигналов и для чего он нужен

Генератор ВЧ сигналов — это электронный прибор, предназначенный для формирования высокочастотных электрических сигналов с заданными параметрами. Основное назначение генератора ВЧ — создание тестовых сигналов для проверки и настройки различной радиоэлектронной аппаратуры.

Генераторы ВЧ сигналов позволяют получать сигналы в широком диапазоне частот — от сотен кГц до десятков и сотен ГГц. При этом обеспечивается высокая стабильность частоты и возможность точной регулировки уровня выходного сигнала.

Основные типы генераторов ВЧ сигналов

По принципу формирования выходного сигнала генераторы ВЧ можно разделить на несколько основных типов:

• Аналоговые генераторы на основе LC-контуров
• Синтезаторы частот на основе системы ФАПЧ
• Генераторы на основе прямого цифрового синтеза (DDS)
• Векторные генераторы сигналов

Аналоговые LC-генераторы

Классические аналоговые генераторы ВЧ используют колебательный LC-контур для формирования синусоидального сигнала. Частота определяется параметрами контура и может перестраиваться в некотором диапазоне. Такие генераторы обеспечивают очень низкий уровень фазовых шумов, но имеют ограниченный диапазон перестройки частоты.

Синтезаторы частот на основе ФАПЧ

Синтезаторы с системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) позволяют получить высокостабильный сигнал в широком диапазоне частот. Принцип работы основан на сравнении фаз опорного и выходного сигналов и автоматической подстройке частоты генератора. Обеспечивается высокая точность установки частоты.

Генераторы на основе прямого цифрового синтеза

В DDS-генераторах выходной сигнал формируется цифровым способом с помощью таблиц отсчетов, хранящихся в памяти. Это позволяет получить очень малый шаг перестройки частоты. Недостатком является ограничение по максимальной выходной частоте.

Векторные генераторы сигналов

Векторные генераторы позволяют формировать сложные модулированные сигналы с произвольными параметрами модуляции. Они используются для тестирования современных систем связи. Выходной сигнал формируется с помощью цифровой обработки.

Ключевые характеристики генераторов ВЧ сигналов

При выборе генератора ВЧ сигналов необходимо учитывать следующие основные параметры:

• Диапазон частот
• Разрешение по частоте
• Стабильность частоты
• Уровень фазовых шумов
• Диапазон выходной мощности
• Точность установки уровня
• Виды модуляции
• Возможности развертки

Диапазон частот

Диапазон рабочих частот — один из важнейших параметров генератора ВЧ. Он должен перекрывать все частоты, на которых планируется проводить измерения. Типичные значения:

• 9 кГц — 6 ГГц для тестирования беспроводных устройств
• До 20-40 ГГц для СВЧ-применений
• До 100 ГГц и выше для миллиметрового диапазона

Разрешение по частоте

Разрешение определяет минимальный шаг перестройки частоты. Чем меньше шаг, тем точнее можно установить нужную частоту. Типичные значения:

• 0.01 Гц для прецизионных измерений
• 1 Гц для большинства применений
• 10-100 Гц для простых генераторов

Стабильность частоты

Стабильность показывает, насколько точно генератор поддерживает заданную частоту с течением времени. Определяется качеством опорного генератора. Типичные значения:

• ±0.1 ppm/год для простых генераторов
• ±0.01 ppm/год для прецизионных приборов
• ±0.001 ppm/год для эталонных генераторов

Уровень фазовых шумов

Фазовый шум характеризует кратковременную нестабильность частоты. Низкий уровень шумов важен при тестировании высокочувствительных приемников. Типичные значения на отстройке 10 кГц:

• -100 дБн/Гц для простых генераторов
• -120 дБн/Гц для качественных приборов
• -140 дБн/Гц для прецизионных генераторов

Диапазон выходной мощности

Определяет, в каких пределах можно регулировать уровень выходного сигнала. Важно иметь запас по мощности. Типичные значения:

• От -130 до +10 дБм для тестирования приемников
• До +20 дБм для измерения усилителей
• До +30 дБм для мощных генераторов

Точность установки уровня

Показывает, насколько точно генератор обеспечивает заданный уровень сигнала. Важно для прецизионных измерений. Типичные значения:

• ±1 дБ для простых генераторов
• ±0.5 дБ для качественных приборов
• ±0.2 дБ для прецизионных генераторов

Виды модуляции

Современные генераторы ВЧ позволяют формировать сигналы с различными видами модуляции:

• Аналоговая модуляция: AM, ЧМ, ФМ
• Импульсная модуляция
• Цифровая модуляция: FSK, PSK, QAM и др.
• Векторная модуляция I/Q

Возможности развертки

Функция развертки позволяет автоматически изменять частоту или уровень сигнала в заданных пределах. Важные параметры:

• Диапазон развертки
• Скорость развертки
• Режимы развертки: линейная, логарифмическая
• Возможность внешней синхронизации

Области применения генераторов ВЧ сигналов

Генераторы ВЧ сигналов широко используются в следующих областях:

• Разработка и тестирование радиоэлектронной аппаратуры
• Настройка и проверка радиопередающих и приемных устройств
• Измерение параметров антенн и СВЧ-компонентов
• Тестирование систем беспроводной связи (сотовая связь, Wi-Fi, Bluetooth и др.)
• Проверка электромагнитной совместимости (ЭМС) оборудования
• Калибровка измерительных приборов
• Научные исследования в области радиотехники и электроники

Как выбрать генератор ВЧ сигналов

При выборе генератора ВЧ сигналов необходимо учитывать следующие факторы:

1. Определить требуемый диапазон частот
2. Оценить необходимую выходную мощность
3. Выбрать требуемые виды модуляции
4. Учесть требования к стабильности и точности
5. Оценить необходимость дополнительных функций (развертка, интерфейсы и т.д.)
6. Сопоставить характеристики с бюджетом

Для большинства задач подойдут генераторы среднего класса с диапазоном до 3-6 ГГц. Для прецизионных измерений или работы в СВЧ-диапазоне потребуются более дорогие модели с расширенными возможностями.

Заключение

Генераторы ВЧ сигналов — незаменимый инструмент для разработки и тестирования радиоэлектронной аппаратуры. Современные приборы обладают широкими возможностями по формированию сигналов с различными параметрами. При выборе генератора важно правильно оценить требуемые характеристики и функциональность для решения конкретных измерительных задач.

Сигнал-генератор высокой частоты

12.12.2018

Генераторы

2824

Схема сигнал-генератора высокой частоты

Сигнал-генератор предназначен для проверки и налаживания высокочастотных цепей приемников, сопряжения и настройки контуров и т. д. Частотный диапазон генератора от 150 кГц до 22 МГц разбит на 5 поддиапазонов: 150—360 кГц, 400 -900 кГц, 900—1900 кГц, 5—11 МГц, 11— 22 МГц.

Выходное напряжение можно регулировать плавно от 0 до 1 В и контролировать отдельным измерительным прибором ИП1.

Генератор собран на транзисторах Т1—Т4. Первые два транзистора работают в задающем генераторе. Резистор R4 и конденсатор С5 в цепи базы транзистора Т2 обеспечивают равномерность амплитуды сигнала генератора. Третий каскад (ТЗ) буферный, четвертый (Т4) выходной. Конденсатором переменной емкости СЗ устанавливают частоту всех поддиапазонов. На первом поддиапазоне параллельно катушке L1 включен переменный конденсатор С4.

Сигнал с нагрузки транзистора Т4 поступает на выходной разъем Ш1, к которому можно подключить внешний аттенюатор, и на смеситель — через контакты ВЗ. Питается генератор ВЧ стабилизированным напряжением 12 В. Кроме того, напряжение на первых трех транзисторах стабилизировано стабилитроном Д1.

Контурные катушки LI—L4 намотаны внавал в карбонильных сердечниках СБ23-17а. Намоточные данные катушек и дросселей приведены в табл. 1.

Катушка L5 намотана на ребристом каркасе диаметром 12 мм, шаг намотки 0,5 мм. Дроссель Др1 выполнен на каркасе диаметром 8 мм, Др2 — на кольцевом сердечнике из феррита 600НН (типоразмер К10х6х5). Конденсатор переменной емкости (СЗ, С4) — от радиоприемника «Атмосфера», должен быть изолирован от шасси.

Любая установленная частота сигнал-генератора может быть точно проверена и скорректирована по гармоникам кварца 100 и 1000 кГц, что очень важно в самодельных генераторах, имеющих шкалы малого размера.

Границы частотных диапазонов устанавливают с помощью волномера, градуированного радиоприемника или генератора стандартных сигналов (например ГСС-6), которые предварительно калибруют кварцевым калибратором. При установке частоты сигнал-генератора с помощью ГСС используют нулевые биения, возникающие в смесителе. Для этого, установив на ГСС нужную частоту, вращают ручку измерения частоты градуируемого сигнал-генератора до появления в телефонах звука.

При некотором положении ручки настройки появляются нулевые биения, когда звук в телефоне пропадает. Это означает, что частоты ГСС и градуируемого сигнал-генератора совпадают. Надо иметь в виду, что при градуировке четвертого и пятого поддиапазонов появятся сигналы гармоник и разных комбинационных частот, но их громкость будет намного меньше основного сигнала. Поэтому градуировать следует при возможно меньшем уровне напряжения сигнал-генератора.

Полезно при налаживании просмотреть на экране осциллографа форму модулирующего и выходного напряжений в пределах полосы пропускания осциллографа.

• Генератор ВЧ
• ,
• Генератор сигнала

ВЧ-генератор сигналов с частотомером — RadioRadar

В журнале «Радио», 1997, № 6 на с. 48 и 49 было опубликовано в рубрике «За рубежом» описание «Простого широкополосного генератора сигналов ВЧ», которое меня заинтересовало. Собранный по схеме из этой статьи генератор работал без замечаний, поддерживая определённый уровень сигнала на выходе почти независимо от частоты. Чтобы превратить изготовленную плату в полноценный сигнал-генератор, нужно было поместить её в корпус и проградуировать шкалу переменного конденсатора, но руки до этого не дошли. Кроме того, очень трудно оказалось точно устанавливать необходимую частоту без частотомера.

Когда в продаже появились недорогие цифровые частотомеры, предназначенные для встраивания в различную аппаратуру, я решил объединить такой частотомер с уже готовым генератором. Кроме того, расширил возможности этого генератора, предусмотрев в нём амплитудную и частотную модуляцию выходного сигнала.

Схема прибора изображена на рис. 1. В качестве основного органа установки частоты в нём применён переменный конденсатор C1 с твёрдым диэлектриком от переносного приёмника. Дополнение его варикапом VD1 позволило осуществить плавную подстройку частоты и частотную модуляцию. Для повышения предельной генерируемой частоты предусмотрено отключение переменного конденсатора C1 выключателем SA1. При этом остаётся возможной перестройка генератора варикапом VD1.

Рис. 1. Схема прибора

 

Генератор модулирующего НЧ-сигнала собран на транзисторах VT5 и VT7. Его сигнал частотой 1 кГц через делитель напряжения из резисторов R3, R4 и конденсатор C3 поступает на переключатель SA3. В положении переключателя «ЧМ» модулирующий сигнал подан на варикап VD1, а в положении «АМ» — на затвор полевого транзистора VT4 через резисторы R11 и R17. Девиацию частоты в режиме ЧМ или глубину АМ регулируют переменным резистором R4.

Если вставить в гнездо XS1 штекер внешнего источника модулирующего сигнала, контакты этого гнезда разорвут цепь подачи сигнала внутреннего генератора НЧ и генератор ВЧ будет модулирован внешним сигналом. Если этот сигнал имеет пилообразную форму, то в режиме ЧМ генерируется ВЧ-сигнал качающейся частоты, который можно использовать для проверки и настройки полосовых фильтров.

Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS (рис. 2). Он был приобретён в интернет-магазине. Его описание можно найти по адресу http://www.zL2pd. com/files/PLJ-8LED_Manual_ Translation_EN.pdf (30.10.17). Переключатель SA4 позволяет подключить вход частотомера к выходу генератора для измерения частоты его сигнала или к разъёму XW1, чтобы измерять частоту любого внешнего сигнала, поданного на этот разъём.

Рис. 2. Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS

 

Переменным резистором R24 регулируют амплитуду ВЧ-сигнала на выходе генератора, но поскольку этот резистор находится под потенциалом плюсовой линии питания, сигнал подан с него на разъём XW2 через конденсаторы C13 и C18.

Генератор, частотомер и блок сетевого питания удалось уместить в общий корпус размерами 200х100х х40 мм. Расположение в нём плат и других деталей показано на рис. 3. В качестве источника постоянного напряжения 12 В можно использовать любой сетевой блок питания на это напряжение и ток не менее 0,3 А. Я применил готовую плату от ИБП. Различные готовые блоки питания можно использовать и отдельно, не помещая их в корпус генератора, и этим уменьшить размеры прибора.

Рис. 3. Расположение плат и других деталей в корпусе прибора

 

В генераторе ВЧ желательно использовать керамические конденсаторы с малым ТКЕ. Переключатели SA1, SA3, SA4 — движковые ПД9-1, подойдут и другие малогабаритные переключатели на два положения. Переключатель SA1 желательно установить поблизости от конденсатора C1. Переключатель поддиапазонов SA2 — SK 1P3T либо другой движковый или галетный на три положения.

Катушка L1 — 62 витка, L2 — 15 витков, L3 — 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2…0,3 мм. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах, демонтированных с платы старой автомагнитолы. Каркас катушки L3 — пластмассовый диаметром 7 мм. Все они имеют ферромагнитные подстроечники. Варикап VD1 и конденсатор C2 постарайтесь разместить рядом с катушкой L3.

Переменный резистор R8 должен быть многооборотным, а R24 не должен быть проволочным. Гнездо XS1 — под аудиоштекер диаметром 3,5 мм, оснащённое внутренним выключателем. Разъёмы XW1 и XW2 — байонетные BNC или СР50-73Ф.

Все детали прибора размещены на листе фольгированного стеклотекстолита размерами 200×100 мм, который служит и лицевой панелью прибора (рис. 4).

Рис. 4. Лицевая панель прибора

 

Правильно собранный генератор начинает работать сразу. Однако его частотные поддиапазоны требуют «укладки». При этом возможно потребуется подбирать число витков катушек.

При переключателе SA2 в положении «1», максимальной ёмкости переменного конденсатора C1 и движке переменного резистора R8 в верхнем по схеме положении генерируемая частота должна быть около 400 кГц. Этого следует добиться, вращая под-строечник катушки L1. Если установить нужную частоту с помощью подстроеч-ника не удаётся, придётся менять число витков этой катушки. Увеличение их числа понизит частоту, а при его уменьшении она возрастёт. Получив нужную минимальную частоту, переведите ротор переменного конденсатора C1 в положение минимальной ёмкости, а напряжение управления варикапом VD1 сделайте максимальным, переведя движок переменного резистора R8 в нижнее положение. Прочитайте на табло частотомера значение верхней частоты первого поддиапазона.

Далее переведите переключатель SA2 в положение «2» и вновь установите максимальную ёмкость переменного конденсатора C1 и минимальное напряжение на варикапе VD1. Подстро-ечником катушки L2 и подбором числа её витков добейтесь, чтобы генерируемая частота стала равной уже известной верхней частоте первого поддиапазона. При минимальной ёмкости пере-менного конденсатора и максимальном напряжении на варикапе измерьте максимальную частоту второго поддиапазона. Аналогичным образом, переведя переключатель SA2 в третье положение, «уложите», изменяя индуктивность катушки L3, и третий, самый высокочастотный поддиапазон. Ещё боль-шую частоту генерации в этом поддиапазоне можно получить, отключив выключателем SA1 переменный конденсатор C1 и пользуясь для перестройки генератора только переменным резистором R8. В своём генераторе я добился перекрытия диапазона 400 кГц…150 МГц без разрывов.

Автор: А. Чех, г. Москва

Генератор радиочастотных сигналов

» Electronics Notes

Генераторы радиочастотных, радиочастотных или микроволновых сигналов используются для возбуждения многих радиочастотных цепей.

---

Генераторы сигналов включает:
Основные сведения о генераторах радиочастотных сигналов Технические характеристики генератора радиочастотных сигналов

Типы генераторов сигналов: Основы генератора сигналов Генератор сигналов произвольной формы Генератор функций Генератор импульсов

---

Генераторы радиочастотных и радиочастотных сигналов являются важным элементом контрольно-измерительного оборудования в любой области, где проводятся испытания и разработки в области радиочастотного или микроволнового излучения.

Генератор микроволновых или радиочастотных сигналов представляет собой источник сигнала, который можно использовать для проверки работы тестируемой или разрабатываемой схемы. В отличие от многих других элементов контрольно-измерительного оборудования, генератор сигналов не выполняет никаких измерений, а обеспечивает правильные условия тестирования для других контрольно-измерительных приборов для измерения выходных сигналов тестируемого устройства.

Типовой генератор радиочастотных сигналов

Назначение генератора сигналов — генерировать сигнал с известными характеристиками: частотой, амплитудой, модуляцией и т.п. Таким образом, можно посмотреть на реакцию схемы, точно зная, как она тренировалась.

Часто генератор радиочастотных сигналов используется вместе с другими измерительными приборами, такими как осциллографы, анализаторы спектра, измерители мощности, частотомеры и т.п.

Типы генераторов радиочастотных сигналов

Генераторы радиочастотных сигналов можно сконструировать различными способами. Кроме того, с развитием электронных схем на протяжении многих лет развивались различные методы.

Генераторы сигналов

RD являются важным инструментом для инженеров-конструкторов ВЧ. С ростом потребности в беспроводных продуктах и ​​общей беспроводной связи всех форм потребность в генераторах радиочастотных сигналов возросла.

Наряду с этим возросла сложность современных генераторов сигналов, чтобы они могли приспосабливаться к постоянно растущей сложности сигналов, передаваемых для приложений от 5G до Wi-Fi, Bluetooth и многих других приложений, от коммерческих и частных до профессиональных и оборонных. .

Возможности доступных тестовых приборов значительно расширились за последние годы, но основные концепции остались прежними.

Можно сказать, что существует две формы генератора сигналов, которые можно использовать:

• Автономные генераторы радиочастотных сигналов:   Эти генераторы радиочастот редко используются в наши дни, так как их частота имеет тенденцию дрейфовать. Иногда простые генераторы сигналов низкого уровня использовали один или два транзистора и имели очень базовый уровень производительности, а их стоимость была доступна для многих экспериментаторов. Эти очень простые генераторы радиочастотных сигналов в наши дни редко можно увидеть.

  Однако были созданы автономные высокочастотные генераторы высокого класса, и они имеют то преимущество, что производимый сигнал очень чистый и не имеет уровня фазового шума по обе стороны от основного сигнала, который присутствует на некоторых других генераторах радиочастотных сигналов.

  Некоторые генераторы сигналов использовали форму замкнутого контура частоты, чтобы обеспечить возможность добавления некоторой стабильности частоты при сохранении очень низкого уровня фазового шума. Опять же, в наши дни это не является обычным явлением, потому что производительность генераторов радиочастотных сигналов, использующих технологию синтезатора частоты, значительно улучшилась.

• Генераторы синтезированных радиочастотных сигналов: Практически все генераторы радиочастотных сигналов, используемые сегодня, используют технологию синтезатора частот. Использование этого метода позволяет вводить частоты непосредственно с клавиатуры или с помощью пульта дистанционного управления, а также позволяет очень точно определять выходной сигнал. Точность зависит либо от внутреннего опорного генератора, который может иметь очень высокую степень точности, либо от сигнала, который может быть привязан к внешнему опорному генератору частоты, который может быть чрезвычайно точным.

  В генераторах синтезированных РЧ-сигналов используются два основных метода:
  

  • Синтезатор с фазовой автоподстройкой частоты: Синтезаторы с фазовой автоподстройкой частоты используются в большинстве генераторов РЧ-сигналов, поскольку они позволяют генерировать сигналы в широком диапазоне. частот с относительно низким уровнем паразитных сигналов. Технология синтезаторов с фазовой автоподстройкой частоты хорошо разработана и позволяет создавать высокопроизводительные генераторы радиочастотных сигналов с их использованием.
  • Прямой цифровой синтезатор, DDS: Методы прямого цифрового синтеза могут использоваться в генераторах радиочастотных сигналов. Они позволяют относительно легко достигать очень тонких приращений частоты. Однако максимальный предел DDS обычно намного ниже, чем верхние частоты, необходимые для генератора сигналов, поэтому они используются в сочетании с контурами фазовой автоподстройки частоты для получения требуемого диапазона частот.

Независимо от типа используемого генератора стабильность, управляемость, точность, а также фазовый шум являются ключевыми вопросами. Для многих современных требований к контрольно-измерительной аппаратуре использование синтезаторов частоты означает, что стабильность, управляемость и точность очень хорошие. Однако фазовый шум может быть проблемой в некоторых приложениях.

Работа генератора РЧ сигналов

Чтобы понять работу обычного генератора микроволновых или радиочастотных сигналов, полезно понять, что включено в базовую блок-схему.

Старинный генератор ВЧ-сигналов

В современном генераторе ВЧ-сигналов есть несколько основных схемных блоков или секций:

• Генератор:   Наиболее важным блоком в генераторе радиочастотных сигналов является сам генератор. Это может быть генератор любой формы, но сегодня он почти наверняка будет сформирован из синтезатора частоты. Этот осциллятор будет принимать команды от контроллера и устанавливаться на требуемую частоту.
• Усилитель:   Выходной сигнал генератора необходимо усилить. Это будет достигнуто с помощью специального модуля усилителя. Это усилит сигнал, как правило, до фиксированного уровня. Вокруг него будет петля для точного поддержания выходного уровня на всех частотах и ​​температурах. Этот цикл тщательно контролируется, поскольку от него зависит точность конечного результата.
• Аттенюатор:   Аттенюатор устанавливается на выходе генератора сигналов. Это служит для обеспечения точного поддержания импеданса источника, а также позволяет очень точно регулировать уровень генератора. В частности, относительные уровни мощности, т.е. при переходе с одного уровня на другой, очень точны и отражают точность аттенюатора. Стоит отметить, что выходной импеданс менее точно определяется для самых высоких уровней сигнала, где затухание меньше. уровни часто можно регулировать с шагом 0,1 дБ по всему диапазону.
• Управление:   Усовершенствованные процессоры обеспечивают простоту управления генератором радиочастотных и микроволновых сигналов, а также возможность принимать команды дистанционного управления. Процессор будет контролировать все аспекты работы тестового оборудования. Также большой экран и элементы управления присутствуют на многих современных генераторах сигналов.

Функции генератора радиочастотных сигналов

В наши дни генераторы микроволновых и радиочастотных сигналов

могут предложить широкий спектр функций и возможностей. К ним относятся некоторые из них, подробно описанные ниже:

• Диапазон частот:   Естественно, диапазон частот генератора радиочастотных сигналов имеет первостепенное значение. Он должен быть в состоянии покрыть все частоты, которые, вероятно, должны быть сгенерированы. Например, при тестировании приемника в элементе оборудования, будь то мобильный телефон или любой другой радиоприемник, необходимо иметь возможность проверить не только рабочую частоту, но и другие частоты, на которых возникают проблемы, такие как отклонение изображения и т. д.
• Уровень выходного сигнала:   Диапазон выходного сигнала генератора радиочастотных и микроволновых сигналов обычно контролируется с относительно высокой степенью точности. Выходной сигнал в самом испытательном оборудовании поддерживается на постоянном уровне, а затем проходит через высококачественный регулируемый аттенюатор. Обычно они переключаются, чтобы обеспечить наивысшую степень точности. Диапазон обычно ограничен в верхней части конечным усилителем в генераторе ВЧ сигналов. Типичный диапазон выходного уровня может составлять от -127 дБм до +7 дБм с шагом 0,1 дБ.
• Модуляция:   Некоторые генераторы радиочастотных или микроволновых сигналов имеют встроенные генераторы, которые могут применять модуляцию к выходному сигналу. Другие также имеют возможность применять модуляцию от внешнего источника. Возможности различных генераторов сигналов значительно различаются, но лучшие испытательные приборы предлагают очень высокий уровень возможностей.

  Например, с усложнением форматов модуляции для таких приложений, как мобильная связь, возможности генераторов радиочастотных сигналов должны стать более гибкими, некоторые из них позволяют использовать сложные форматы модуляции, такие как QPSK, QAM и т.п. Генераторы сигналов, поддерживающие сложные форматы модуляции, часто называют векторными генераторами сигналов.

• Управление:  В настоящее время существует множество вариантов управления генераторами радиочастотных и микроволновых сигналов. Хотя они, как правило, имеют традиционные элементы управления на передней панели, существует также множество вариантов дистанционного управления. Большинство элементов лабораторного стендового испытательного оборудования поставляются с GPIB в стандартной комплектации, но также доступны такие опции, как RS-232 и Ethernet/LXI.

  Технологии стоек, из которых наиболее широко используются PXI/PXI Express, являются еще одним вариантом. PXI основан на шине PCI, но специально адаптирован для измерительных приборов. Система стандартизирована, и ряд производителей продают тестовое оборудование в формате PXI. Доступны различные генераторы РЧ-сигналов на базе PXI.

  Некоторые устройства, такие как осциллографы и анализаторы спектра, доступны в формате USB, то же самое относится и к генераторам сигналов USB. В настоящее время не существует большого разнообразия этих доступных. Обычно измерительные приборы USB обеспечивают основные функции испытательного оборудования, но они питаются через интерфейс USB, а также используют вычислительную мощность соответствующего компьютера для обеспечения интерфейса человек/машина. Такой подход значительно снижает стоимость инструмента. В то время как многие тестовые USB-приборы очень хороши — например, на рынке есть несколько отличных USB-осциллографов, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы получить тестовый прибор требуемого качества.

• Развертка:   Для некоторых приложений генератора сигналов необходимо иметь возможность развертки частоты генератора РЧ-сигнала. Если это средство требуется, то необходимо проверить технические характеристики рассматриваемых контрольно-измерительных приборов, поскольку не все генераторы ВЧ-сигналов обеспечивают развертку такого типа, хотя одним из возможных вариантов может быть программирование постепенного увеличения частоты выходного сигнала ступенчато. может хватить.

Генераторы микроволновых и радиочастотных сигналов широко используются в испытательных лабораториях, занимающихся радиооборудованием любого типа. Эти испытательные приборы можно использовать для всего: от сотового до коммуникационного оборудования, широковещательных передатчиков и приемников, беспроводных устройств, включая Bluetooth, Wi-Fi и многих других устройств. больше стандартов. С появлением большего количества устройств, использующих радиочастотные и микроволновые сигналы, использование генераторов радиочастотных сигналов будет только увеличиваться.

Существует большое разнообразие этих контрольно-измерительных приборов от различных производителей и поставщиков, а различные генераторы радиочастотных сигналов значительно различаются по техническим характеристикам и возможностям, которые они предлагают. Стоимость может значительно различаться — недорогие ВЧ-генераторы могут стоить около 100 долларов США, вплоть до генераторов высшего класса стоимостью более 50 000 долларов США. Ввиду стоимости этих тестовых инструментов их можно купить новыми или в качестве второго пользовательского теста. оборудование.

Другие тестовые темы:
Анализатор сетей передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра LCR-метр Измеритель наклона, ГДО Логический анализатор ВЧ измеритель мощности Генератор радиочастотных сигналов Логический пробник PAT-тестирование и тестеры Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI ГПИБ Граничное сканирование / JTAG Получение данных
    Вернуться в меню «Тест». . .

Все, что вам нужно знать о генераторе сигналов и о том, как его выбрать!

Генератор сигналов — одно из самых важных лабораторных устройств для инженера-электронщика. С помощью этого устройства генерируется форма волны или электрический сигнал, который позволяет инженеру проектировать и оптимизировать свои системы . В результате эти устройства в основном используются в различных системах в качестве контрольно-измерительных приборов, систем разработки и т.д. Генераторы сигналов бывают разных форм и размеров, каждый тип используется для генерации различных типов сигналов, таких как аудио, радиочастотные, импульсные, аналоговые, цифровые и т. д. Эти системы существуют уже давно, но современные генераторы сигналов довольно сложны с точки зрения производительности, функций и так далее. В этой статье мы узнаем больше о генераторах сигналов и параметрах, которые необходимо проверить при покупке генератора сигналов.

Если вы хотите собрать его самостоятельно, вы можете найти больше проектов по генераторам сигналов на нашем веб-сайте, вас также может заинтересовать генератор сигналов DIY с использованием Arduino.

Краткое описание работы генератора сигналов!!!

Генератор сигналов в основном используется для подачи различных сигналов для проектирования оборудования, устранения неполадок и тестирования, поэтому на рынке доступно множество генераторов сигналов с различными характеристиками и функциями. На изображении ниже мы обсуждаем обобщенный Блок-схема генератора сигналов . Как показано на блок-схеме генератора ВЧ-сигналов , имеется два входа: один для регулировки частоты и амплитуды выходного сигнала, а другой для выбора типа сигнала. Генераторы сигналов

имеют управляемый напряжением генератор (VCO). Выходной сигнал ГУН можно изменять в определенном диапазоне, изменяя входное напряжение постоянного тока. Выходная частота ГУН напрямую связана с напряжением на его входе, поэтому, изменяя входное напряжение, мы можем контролировать выходную частоту. Выходной сигнал генератора подается на делитель частоты через буферный усилитель. 9Буферный усилитель 0163 используется для изоляции цепи и предотвращения влияния нагрузки на источник сигнала. Сигнал с буферного усилителя подается на выходной усилитель , который усиливает сигнал. Выход подается на аттенюатор , который регулирует напряжение сигнала, который затем подается на выход через выходной измеритель, который измеряет выход и дает обратную связь для поддержания выхода.

Типы генераторов сигналов

Генератор сигналов — это испытательное оборудование, которое может генерировать повторяющиеся или неповторяющиеся сигналы. Генераторы сигналов можно классифицировать по типу сигналов, которые они могут генерировать, или по диапазону выходных сигналов, которые они могут генерировать. Выходной сигнал генератора сигналов можно изменять, контролируя амплитуду и частоту генерируемого сигнала во время тестирования в реальном времени.

Некоторые из наиболее распространенных типов генераторов сигналов: Функциональный генератор , Генератор радиочастотных сигналов , Генератор сигналов произвольной формы , Генератор аналоговых сигналов , Генератор логических сигналов , Генератор видеосигналов и т. д. Краткое описание всех этих типов приведено ниже:

Функциональный сигнал Генератор

Функция A генератор является одним из наиболее часто используемых генераторов сигналов. Он способен создавать повторяющиеся формы волны, такие как 90 163 синусоидальные волны 90 164, 90 163 пилообразные волны 90 164, 90 163 прямоугольные волны , треугольные волны, и даже пульсовые волны . У них есть схема электронного генератора, которая генерирует эти сигналы. Современные устройства используют методы цифровой обработки сигналов (DSP) для генерации сигналов, а сгенерированные сигналы затем преобразуются в аналоговый сигнал .

Одной из важных особенностей генератора функций является возможность добавления смещения постоянного тока к сигналу, что делает его очень полезным для тестирования приложений. Обычно генераторы функций работают на частотах от 100 кГц до нескольких МГц, но дорогие генераторы функций могут генерировать сигналы с частотой более 100 МГц.

Функциональные генераторы чаще всего используются в лабораториях учебных заведений, а также для тестирования стимулов и ремонта электрического и электронного оборудования. Блок-схема функционального генератора приведена ниже.

Генератор радиочастотных сигналов

Генератор радиочастотных сигналов или генераторы радиочастотных сигналов являются наиболее важным испытательным оборудованием, где требуется тестирование и разработка радиочастотного или микроволнового излучения. Подобно другим генераторам сигналов, большинство ВЧ-генераторов не имеют возможности измерения, они просто используются для создания управляемых сигналов с переменной частотой, амплитудой и модуляцией, которые можно использовать для проверки отклика схемы с целью отладки или модификации схемы.

Выходная мощность генератора радиочастотных сигналов определяется в дБ относительно 1 милливатт (дБм). Наиболее распространенная выходная мощность, доступная в генераторе радиочастотных сигналов, составляет +13 дБ. Ниже приведено соотношение уровня мощности в дБм к уровню мощности в милливаттах.

УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ ДБМ	УРОВЕНЬ МОЩНОСТИ МИЛЛИВАТТ
0	1
3	2
10	10
13	20
20	100
23	200

Генератор сигналов звуковой частоты  

Генератор сигналов, способный генерировать сигналы в частотном диапазоне звуковой частоты (AF), называется генератором сигналов звуковой частоты. Частота звука принадлежит от от 20 Гц до 20 кГц . Блок-схема простого генератора синусоидального/прямоугольного сигнала ЗЧ представлена ​​ниже:

Генераторы звуковых частот чаще всего используются для проверки отклика аудиооборудования, эти приборы также используются для измерения искажений в любом другом оборудовании. и иметь возможность производить искажение 0,0001% с помощью простого генератора звуковых сигналов.

Генератор сигналов произвольной формы (ASG)

Генераторы сигналов произвольной формы представляют собой усовершенствованную форму функциональных генераторов. Подобно генераторам функций, ASG может создавать цифровые или аналоговые сигналы на основе введенных нами входных значений. Эти входные значения называются ‘ путевых точек’ . Следовательно, генераторы сигналов произвольной формы способны генерировать сигналы любой формы и, следовательно, являются наиболее универсальными типами генераторов сигналов.

Векторные генераторы сигналов

Векторные генераторы сигналов, также известные как генераторы цифровых сигналов, способны создавать сигналы с цифровой модуляцией. Они используются для генерации РЧ-сигналов со сложными форматами модуляции, такими как BPSK, QPSK, QAM и т. д. Это испытательное оборудование используется для тестирования как военных, так и обычных систем связи, усовершенствованные векторные генераторы сигналов способны генерировать стандартные для отрасли сигналы, такие как GSM , W-CDMA , LTE , Wi-Fi, и системы военной связи, такие как JTRS , которые должны быть чрезвычайно защищены от кибератак . Изображение генератора векторных сигналов приведено ниже:

Генераторы видеосигналов 

Генераторы видеосигналов представляют собой специальный тип генератора сигналов, который используется для создания видеосигналов. Эти устройства используются для калибровки телевизоров или других видеосистем путем стимуляции неисправностей. VSG производит синхронизированные сигналы в форме горизонтальных и вертикальных импульсов, а также может генерировать сигналы цветовой синхронизации.

Генераторы видеосигналов в основном используются при разработке и тестировании видеооборудования, а также для его калибровки.

На что обратить внимание при выборе генератора сигналов?

При покупке генератора сигналов на рынке имеется множество вариантов. Генераторы сигналов бывают всех форм и размеров, несколько моделей стоят менее 50 долларов, а стоимость некоторого оборудования превышает 10 000 долларов. Итак, прежде чем выбрать модель, нам нужно точно знать наши требования, тип сигнала, который нам нужен, и другие параметры, такие как частота и точность. В следующем разделе я кратко объясню параметры, которые необходимо учитывать перед покупкой.

Сигналы и модуляции  

Самый важный параметр, который необходимо учитывать перед началом поиска генератора сигналов, — это тип сигналов, которые он может создавать. Как объяснялось выше, генераторы функций способны генерировать простые сигналы, такие как синусоидальные сигналы, ступенчатые сигналы, пилообразные сигналы и т. д., но если вам требуются какие-либо предварительные или пользовательские сигналы, вам, возможно, придется использовать генератор сигналов произвольной формы. Поэтому первым и самым важным параметром перед выбором функционального генератора является знание типа сигнала, который вам от него нужен.

Диапазон частот

Как объяснялось выше, генераторы сигналов — это испытательное оборудование, которое используется для тестирования различных схем, будь то аудиосхемы или высокочастотные радиосхемы. Нам необходимо выбрать совместимый генератор сигналов в зависимости от цепей, которые необходимо протестировать. Функциональный генератор способен генерировать сигналы частотой до несколько мегагерц, но если вам нужно протестировать сложные радиочастотные схемы, вам необходимо приобрести генератор радиочастотных и микроволновых сигналов, способный генерировать частоты в диапазоне нескольких ГГц. Поэтому перед выбором генератора сигналов мы должны убедиться, что его частотный диапазон подходит для нашего приложения.

Разрешение

Разрешение — один из важнейших параметров измерительных систем. Он измеряет наименьшую амплитуду, при которой электронный прибор может различить 2 точки на сигнале. Проще говоря, это наименьшее количество, которое наш прибор может обнаружить и отобразить. Чем выше разрешение измерительного оборудования, тем прибор сможет отображать меньшие значения единиц измерения.

Частота выборки

Частота выборки определяется количеством выборок в секунду. Более высокая частота дискретизации необходима для достижения более высокой точности и большего разрешения. Согласно принципу Найквиста, если частота дискретизации более чем в два раза превышает максимальную частоту, достижима идеальная реконструкция сигнала.

Режим фазовой синхронизации 

Если вы работаете с РЧ-сигналами, ваш генератор сигналов должен иметь возможность фазовой синхронизации для синхронизации. Фазовая синхронизация с помощью гетеродина или часов обычно выполняется при работе с высокочастотными цепями.

Выходное сопротивление 

Выходное сопротивление также является важным параметром при выборе генератора сигналов. Если мы хотим использовать наш генератор сигналов в радиочастотной цепи или подключить его к линии передачи, то у нас должен быть высокий выходной импеданс, который соответствует импедансу линии передачи, в то время как желательно, чтобы выходной импеданс генератора сигналов был минимальным, когда использование генератора сигналов в качестве источника напряжения.

Заключение

Генераторы сигналов являются одним из наиболее важных инструментов для инженера-электронщика, он помогает в проектировании и устранении неисправностей электронных схем. На рынке доступны различные типы генераторов сигналов. Выбор генератора сигналов зависит от типа электронных схем, которые необходимо протестировать, и при выборе генератора сигналов нам необходимо проверить такие параметры, как разрешение, частота дискретизации, выходное сопротивление, частота, типы сигналов, которые он может генерировать, и т.