مقدمة إلى جيل الإشارات العالي التردد

ولا غنى عن مولدات الإشارات في تصميم الدوائر العالية التردد، التي تعمل كقاعدة لتحديد المكونات والتحقق من أداء النظام، وتشوهات المسببات، حيث أن ترددات التشغيل تمتد إلى نطاق جيغاهرتز وما بعده، فإن المطالب المتعلقة بنقاء الإشارات والاستقرار والدقة تزداد صرامة، ويمكن أن تؤدي عوامل اختلال المولدات في اختيار المولدات أو إنشاء أو استخدام كل أداة تحديدية فعالة إلى تحديد فترات زمنية

أساسيات التوليد العالي التردد

وقبل أن تُنَوِّل إلى ممارسات محددة، من المهم فهم البارامترات الرئيسية التي تحدد أداء المولدات في الترددات العالية، وهذه الخصائص تؤثر تأثيرا مباشرا على جودة القياس ويجب مضاهاتها مع التطبيق قيد البحث.

التواتر والتسوية

ويجب أن يغطي المولد نطاق الاهتمام بالترددات مع اتخاذ قرار مناسب لتحديد الناقل بدقة، وهذا يعني في كثير من الأحيان، بالنسبة للتصميمات الحديثة للموجات الدقيقة، أدوات تمتد من بضعة كيلوهرتز إلى 6 جيهرتز، أو 20 غيغاهرتز، أو حتى 40 غيغاهيرتز وما فوقها، ويمكن أن يتجاوز قرار الترددات في جميع الحالات 0.1 هرتز أو أكثر من تواتراً، ويُعد أعلى أجهزة انتقاء مزودة بالكمات، ويتحقق من السلوك.

الزملاء والمرحلة

- إن الضوضاء على مراحل هي مقياس للاستقرار في الترددات القصيرة الأجل ويبدو أنها انتشار لطيف الناقل، وفي دوائر التردد العالي، يمكن أن تحجب الضوضاء على المولدات الاشارة المنخفضة المستوى أو معدلات الخطأ في نظم الاتصالات، كما أن المولد الذي لديه ضوضاء منخفضة (مثلاً، 140 د.ب/هز على 100 كيلو متر مربع) هو أمر أساسي لاختبار النواحي الهامة

قوة الإنتاج والمستوى

وكثيرا ما تعمل دوائر الترددات العالية بمدى دينامي محدود، بحيث تكون القدرة على تحديد مستويات دقيقة من الطاقة (في الداخل) عبر نطاق واسع (مثلا، 120 من الديموغرافيا إلى + 10 من الديموغرافي) بالغة الأهمية، وينبغي أن تكون الدقة في المستوى ضمن مقياس ٠,٥ من الدي بي أو أفضل، ولا سيما بالنسبة لقياسات الحساسية والضغط، كما أن أجهزة التحكم في درجة الحرارة الخارجية التي تعمل على الترددات.

اختيار مولد الاشارات الأمثل لتطبيقك

ويمكن أن يكون اختيار مولد الإشارة الصحيح من الأنواع الكثيرة المتاحة أمراً مروعاً، وينبغي أن يكون القرار مدفوعاً بمتطلبات الإشارة المحددة - الموجة المستمرة من الملغومة، أو الإشارات المتحركة، أو الموجات المعقدة التعسفية، أو تعديل ناقلات المعايير الرقمية الحديثة.

مولدات الإشارة الرقمية ضد ناقلات الأمراض

وتنتج مولدات الترددات المتوسطة الجامدة إشارات صافية من الأسلحة الكيميائية، وتُعدل مقياساً بسيطاً، وهي فعالة من حيث التكلفة بالنسبة للاختبارات الأساسية للمضخمات والمرشحات والمزلاجات.() ويمكن للمولدات الكهربائية ذات الموجات التعسفية أن تنتج إشارات واسعة النطاق محددة للمستخدمين، ولكنها تفتقر في كثير من الأحيان إلى الضجيج المنخفض والتواتر العالي من أدوات الترددات الرقمية المكرومة.

المواصفات الرئيسية لتقييم

وبالإضافة إلى التردد والقوة، تستحق عدة مصفوفات اهتماماً وثيقاً:

المرحلة

وكما ورد في وصف سابق، فإن الضجيج المنخفض في المرحلة أمر حاسم بالنسبة للعديد من التطبيقات العالية التردد، إذ مقارنة مع تحديد مواصفات الضوضاء في المرحلة القريبة من عرض النطاق الترددي أو المباعد بين القنوات التي تطبقونها، مثلا، سيكون نظام راداري يضم 100 هرتز من طراز PRF حساسا للضوضاء في المرحلة 10 كهرتز، في حين أن نظام اتصال به قناة MHz يتوخى أكثر من الترددات التي تتجاوز 1 ميغاهيرتز.

المواهب والاحتواءات البور

والتشوه الملاحي هو وجود تعددات في أجهزة التبريد ذات الترددات الأساسية، وقد تُلغى هذه المقاييس في كثير من القياسات، ولكن لا بد من أن تتسم التناسق بين أجهزة الدمج أو اختبارها بطريقة متجانسة، وأن تكون التجانسات الخاصة بالمولدات متسمة بشكل جيد، وأن تبحث عن الأداء المتناسق الذي لا يقل عن ٣٠ درنا تحت الناقل، ويمكن أن تنشأ إشارات زائفة )غير صيدلية( من منتجات محددة داخلية لا تتدخل فيها.

القدرات المتحركة

وإذا كان عملكم يشمل نماذج الاختبار، أو أجهزة الاستقبال، أو رقائق لاسلكية، أو مولد يدعم المعايير المطلوبة (مثلاً، LTE، 5G NR، وW-Fi 6E) مع الترميز في البنى، ومحاكاة التزييف، يوفّر وقتاً كبيراً، كما ينظر في نطاق الصيغ المتحركة وحجم الناقلات الخاطئة - وهو رقم رئيسي للاتصالات الرقمية.

تركيب أفضل الممارسات

وعندما يتم اختيار مولد الإشارة المناسب، فإن التركيب المادي السليم أمر حاسم للحفاظ على جودة الإشارة، وتُعتبر الإشارات العالية التردد قابلة للتأثر بالتدهور من كل موصلات وكابل وعامل بيئي.

تطابق واختيار المركب

ويمكن تقدير جميع مكونات أجهزة الاتصال والوصلات والمكيفات والموجهات - على مدى تواتر العمليات، وتوفير اختراقات ثابتة (50 درجة مئوية من أجل العمل في إطار الترددات الترددية) واستخدام الكابلات ذات الجودة العالية مع فقدان الإضافة المنخفضة والدرعات الجيدة، مثل الكابلات شبه الثابتة أو المثبتة للمنشآت الدائمة(85).

معايرة التحقق

ويضمن معايرة منتظمة بقاء درجة حرارة المولد وتواتره ودقة تعديله في حدود المواصفات، وفي القياسات الحرجة، يؤدي معادلة للمستعمل باستخدام قياس كهربائي وتردد قابل للتتبع مع المعايير الوطنية، ويشمل العديد من المولدات الحديثة روتيناتيات المعايرة التلقائية التي تتطلب مرجعاً خارجياً وجهازاً لفحص الطاقة، كما أن تواريخ المعايرة ونتائجها في إطار نظام إدارة الجودة.

Environmental Control and Shielding

:: التدخل الكهرومغناطيسي من إمدادات الطاقة القريبة، والمعدات الحاسوبية، بل وحتى الإضاءة يمكن أن تصطدم بمسار الإشارة، مع إدخال الضوضاء غير المرغوب فيها، ووضع المولد على مقعد معدني أرضي أو داخل جيب محمول، وإبقاء كابلات الكهرباء منفصلة عن الكابلات الإشارة، واستخدام الكوكائين الحديدية عند الحاجة، كما أن استقرار درجة الحرارة يؤثر على المذيبات الكريستالية والضوضاء التدريجي، والسماح للمولد بتدفئة بتدفئة الخارجية

التقنيات اللازمة للمحافظة على النزاهة

وحتى مع وجود مولد كهربائي عالي الجودة ومنشأة دقيقة، فإن الإشارة التي تم تسليمها إلى الجهاز تحت الاختبار قد تحتوي على قطع أثرية تؤدي إلى تدهور دقة القياس، ويمكن أن تساعد عدة تقنيات على تحسين الإشارة عند مدخلات نظام الـ دي.

استخدام المُدرِّبين والمُضَوِّلين

ويخدم المزودون المثبتون أو المتدرجون الموضعون في ناتج المولدات أغراضا متعددة: فهي تحسن مطابقة المواسير )بخفض المصدر VSWR(، وتخفض خطر الإفراط في توجيه الـ DUT، وتخفض الحد الأدنى من الضوضاء عندما يعمل المولد في طاقة منخفضة، وتستخدم محركات عالية الطاقة إذا كان إنتاج المولدات أقرب إلى الحد الأقصى، وعلى العكس من ذلك، عندما تتجاوز قوة الاختبار المطلوبة الحد الأقصى لنوات، وهو ما يضيف إشارة تعزيز.

تصوير المهارمونات غير المرغوب فيها

بل إن التشوهات التناسقية المنخفضة من المولد قد تؤدي إلى نتائج خاطئة في قياسات غير خطية من نظام DUT، حيث يمكن أن تُدرج تصفية منفذة أو قفزة من نطاق ضيق بين المولد وجهاز DUT لقمع التناسق، ولعمليات مسح النطاقات الواسعة أو قابلة للبرمجة أو تصفية الضمادات من طراز YIG يمكن أن تتعقب التواتر الأساسي مع رفض العواصف.

الإدارة الحرارية

وتشتت المولدات ذات التردد العالي في الطاقة الكهربائية، ويمكن أن يتسبب التسخين المفرط في التقلبات، وزيادة الضوضاء على مراحل، والتعجيل بارتداء المكونات الداخلية، وضمان التهوية الكافية حول الصك، وعدم تكديس المعدات التي تمنع استيعاب المروحات أو الأعاصير، وإذا ما استخدم المولد في فترات مغلقة للتبريد القسري أو صخرة للأنظار، فإن بعض المولدات توفر أجهزة إطفاء ذاتية.

الاعتبارات المتعلقة بالتطبيقات والتطبيقات

وتفرض مجالات مختلفة عالية التردد طلبات فريدة على مولدات الإشارة، ويمكن أن يؤدي تكييف ممارساتك مع التطبيق إلى تحسين أهمية القياس وكفاءته بشكل كبير.

نظم الاتصالات

وتحتاج أجهزة النقل اللاسلكية التي لا تخضع للاختبار إلى مولدات إشارات يمكن أن تنتج موجات متحركة ذات ترددات منخفضة (تتتراوح بين 1 في المائة و 5 جي إن آر) وتستخدم مولداً لاسلكياً ذا إشارة متحركة ذات قدرة رقمية مدمجة، وتشتمل على محاكاة قنوات لظروف متغيرة واقعية، وعندما يكون قياس حساسية أجهزة الاستلام (BER vs. input power) ضمانة تطابقتة المولدات المولدات المولدات،

Radar and Aerospace

وكثيرا ما يتطلب اختبار نظام الرادار إشارات مطهرة ذات دورات منخفضة جدا من العمل وسرعان عالية من الذروة، ويمكن لمولدات النبض المكرَّسة أو المولدات الكهربائية الملوِّثة المُتعدِّدة للوجوحات التعسفية أن تخلق الأشكال اللازمة من النبض، غير أن ضوضاء المولدات الداخلية للمولدات والمجلِّسات الكهربائية التي تُعدُّ ضوضاءة عالية الارتها(61).

مختبرات البحث والتعليم

وفي الأوساط الأكاديمية التي تُقيد فيها الميزانيات، كثيرا ما يكفي مولد إشارات قياسية للأغراض العامة ذي نطاق الترددات الواسعة، ومع ذلك، ينبغي للطلاب أن يتعلموا إقامة وصلات متداخلة مع الاختراق، واستخدام المكثفات على النحو المناسب، وتفسير مواصفات الضوضاء المرحلة، فبالنسبة للتدريس، تحليل الطيف، والنظرية، فإن مولدا للإشارة يمكن أن ينتج مولدا مكملا بسيطا للجهاز BPSK أو QPSK هو أداة لا تقدر بثمنتها.

الوثائق وإعادة التكرار

فالمقاييس القابلة للتكرار هي أساس الهندسة، وبدون سجلات سليمة، يمكن جعل أسابيع الاختبار عديمة الجدوى، ولا تعتبر ممارسات التوثيق الجيدة جزءاً لا يتجزأ من استخدام المولدات الاشارات بفعالية.

أماكن الإقامة والظروف

ولكل قياس، سجل نموذج المولدات، الرقم التسلسلي، وتاريخ المعايرة، وملاحظة التردد الدقيق، والكمية، ونوع العزل، وأي تصفية خارجية أو تخفيف، وكذلك تسجيل الظروف البيئية مثل درجة الحرارة المحيطة، والرطوبة، والوقت الذي يستغرقه الاحترار في الأجهزة، وكثير من المولدات الحديثة تسمح لك بإنقاذ ملفات أجهزة الدولة عن بعد على الشبكة المحلية أو وكالة USB.

الآثار التجريبية الآلية

وبالنسبة لاختبارات الإنتاج أو الموثوقية الطويلة الأجل، يمكن أن يُؤمّن المولد المولد للإشارة باستخدام واجهات البرمجيات المتوافقة مع المعايير الصناعية (يُصدر البرنامج الوطني للإحصاء) على الشبكة المحلية (LAN/USB/GPIB) ويضمن التسلسل المرجعي لكل ميدان من المجالات ذات القيمة نفسها، ويلغي التباين البشري، ويحتفظ نظام اختبارات الحد الأقصى للاستخدامات والخطأ في إطار التشغيل الآلي للصيد غير المتزامن مع الزمن المحدد للأجهزة المرجعية للشحن.

خاتمة

والمولدات الرئيسية أدوات قوية، عندما تستخدم بشكل صحيح، تُفتح بؤرة عميقة أمام أداء الدوائر العالية التردد، وتُعد الرحلة من اختيار المولد المناسب لوضعها، والحفاظ على سلامة الإشارات، وتوثيق النتائج، وتستلزم الاهتمام بالتفاصيل في كل خطوة، ومن خلال اتباع أفضل الممارسات المحددة هنا - قياس الازدحام، وتقليل التدخل، والتلاعب في تصميمات، وتركيز الثقة بصورة منتظمة، وقطع الأشجار بشكل دقيق

External Resources]