إن مولد الإشارة هو أحد أهم الأدوات الأساسية في مختبر الكترونيات، ومع ذلك فإن صحيفة تحديدها يمكن أن تنظر إلى أي شخص يبدأ من الآن فصاعداً، فمصطلحات مثل الضجيج التدريجي، والمواءمة، وازدحام الإنتاج، واستقرار الترددات لا تؤثر مباشرة على ما إذا كان إنشاء اختبارك سيحقق نتائج دقيقة ومكررة، وسواء كنت تُكلف بمولد جديد للإذاعة أو لاختيار لغة رقمية،

ما هو مولد الإشارة؟

ومولد الإشارة هو جهاز إلكتروني ينتج إشارات كهربائية خاضعة للرقابة - مربوط أو مثلث أو موجات نبض - على تردد محدد من المستعملين وكمية، وهذه الإشارات تستخدم كمدخلات مرجعية معروفة للاختبار، والتشويش، وتطوير نظم إلكترونية، مثلاً، قد تحقن موجة 10 ميغاهيرتز من المولدات الصوتية في جهاز قياس الترددات لقياس مكسبها أو تستخدم جهازاً لاسلكياً متحركاً.

وتنقسم مولدات الإشارات الحديثة إلى عدة فئات: مولدات تعمل بالأشعة المشابهة (المعدّد، المربّع، المثلث)، مولدات الإشارات الترددية (حتى ترددات الموجات المليمترية)، مولدات الموجات التعسفية التي يمكن أن تنتج أشكالاً محدّدة تعريفاً للمستخدم، ومولدات إشارات الناقلات التي تنتج إشارات مصنّفة رقمياً، بينما تتفاوت المواصفات المحددة أدناه حسب النوع.

المواصفات الرئيسية للفهم

وتورد كل صحيفة بيانات عن مولدات الإشارات مجموعة من المواصفات الرئيسية، فهم ما يعنيه كل منها وكيف يؤثر على قياسك، سيساعدك على اختيار الأداة الصحيحة وتفسير نتائج الاختبارات بشكل صحيح.

الثأر المتكرر

ويحدد نطاق التردد أدنى وأعلى الترددات التي يمكن أن ينتجها المولد، وقد يغطي مولد التشغيل الأساسي 1 ميغاهيرتز إلى 20 ميغاهيرتز، في حين أن مولداً للإشارة الترددية يمكن أن يتراوح بين 100 كيلوهرتز و6 جيهرتز أو أكثر، ويحدد النطاق ما يمكن اختباره، فعلى سبيل المثال، يتطلب اختبار جهاز إرسال من طراز واي فاي معدلاً قدره 2.4 جيهرتز مولداً يغطي على الأقل تلك النطاقات. [FLT specified:0]

خط العرض

والسعة هي قوة الإشارة إلى الناتج، التي عادة ما تعطى في فولتات الذروة إلى الفول أو الفول أو الديموقراطية (العلامات الارتجاعية بالنسبة إلى 1 ميغاواط) ويمكن أن يتراوح نطاق السعة المثالي بين 10 ملليفين و10 فولات في شكل عبوة بنفس الدرجة، وعندما تستخدم كميات قياسية أقل في اختبار الترددات الحساسة، بينما يمكن أن تؤدي زيادة الدقة إلى زيادة حجم القوة.

أنواع الوفرة

يمكن للمولدات الإشارة أن تنتج أشكالاً مختلفة من أشكال الموجات، وأكثرها شيوعاً هي:

  • Sine wave] - Used for distortion measurements, frequency response testing, and as a carrier in communications.
  • Square wave] - Used for digital timing analysis, rise-time testing, and evaluating logical circuits.
  • Triangle wave] - Often used in sweep electricity and control applications.
  • Pulse ] — Essential for radio, digital communication, and semiconductor altering tests.
  • Arbitrary] - أي موجة عرفية تحددها سلسلة من نقاط العينة، التي عادة ما تكون مجهزة ببرامجيات.

مولد للوظيفة يقدم عادة الأربعة الأولى، بينما مولد الموجات التعسفية يمكن أن يخلق أي شكل تقريباً، إذا كان تطبيقك يتطلب موجة محددة مقلدة (مثلاً، QPSK أو OFDM)، ستحتاجين إلى مولد إشارة ناقلات.

الناتج

فالتقلبات في الناتج )في العادة ٠٥ عملية إنهاء الخدمة أو ٧٥ حالة تعويض عن أعمال الترددات المتوسطة وأحيانا ٦٠٠ وحدة صوتية( تحدد مقاومة المصدر للمولدات، ولكفالة أقصى قدر من نقل الطاقة والتفكيرات الدنيا، ينبغي أن يكون الازدحام في إنتاج المولد مطابقا للخصائص التي تنطوي عليها الكابلات والحمولة، وقد تستخدم معظم معدات الاختبارات المميتة ٥٠ فوارقة؛ وتؤدي إلى فقدان الإشارات وموجات دائمة تشوه

القابلية للتواتر والاستحقاق

ويصف استقرار التردد مدى تواتر المولدات على مدى الزمن ودرجتها، وكثيرا ما يحدد في أجزاء لكل مليون (صفر) في الساعة أو في درجة مئوية واحدة.

المصطلحات المشتركة

وفوق المواصفات الأساسية، ستستخدم صحيفة البيانات مصطلحات تصف نقاء الإشارة، والقدرة على التحفيز، والسلوك البور، وهذا ما تعنيه في الممارسة العملية.

الناقل التردد

وتواتر الناقل هو التواتر المركزي للإشارة عند تطبيق نظام العزل، وفي اختبار إذاعي للأجهزة المزودة بأجهزة التردد AM، يكون الناقل الموجة غير المزودة بموجات حرارية، حيث يقال إن الناقل يجب أن يكون مستقرا ونظيفا؛ وأي خطأ في الترددات الناقلة أو ضوضاء المرحلة سيضعف نوعية الإشارة المتحركة.

تعديل

والتعديل هو عملية دمج المعلومات في إشارة ناقلة باختلاف نطاقها أو تواترها أو مرحلة (PM) وكثير من مولدات الإشارات تشمل مصادر للتعديلات القائمة بحيث تتمكن من اختبار أجهزة استقبال بدون مرشد خارجي، وتشمل مواصفات الصيغ الأساسية ما يلي:

  • Modulation bandwidth - الحد الأقصى لمعدل المعلومات الذي يمكن أن يُعاد صياغته على الناقل.
  • () العمق المتحرك/الانحراف - بالنسبة للإدارة المؤقتة، فإن العمق هو النسبة المئوية للتغير (0 إلى 100 في المائة)؛ وبالنسبة لتشويه الترددات القصوى (مثلاً، 75 كيلوهرتز بالنسبة لتدفقات التمويل التجارية).
  • Distortion] — Unwanted harmonics or intermodulation products added during modulation.

وبالنسبة للتعديل الرقمي (مثلاً، QAM، PSK)، يستخدم مولد إشارات ناقلات للتعديلات من طراز I/Q لإنتاج مجموعات معقدة.

المرحلة

والضوضاء على المرحلة هي التقلب العشوائي القصير الأجل في مرحلة الإشارة إلى الناتج، وهي مقاسة في مادة DBc/Hz في مقابل معاد من الناقل (مثلا، 120 dBc/Hz في 10 كيلوهيرتز معادلة)، وتزيد الضوضاء العالية المرحلة من سعة التردد ويمكن أن تحجب إشارات رادارية ضعيفة في اختبار الترددات العامة (10).

External resource: Keysight Phase Noise Measurement Guide]

هرمونات

والهارمونات هي متعددة من الترددات الأساسية التي تظهر في الناتج بسبب عدم خطورتها في جهاز تكبير المولدات أو توليف الموجات، وقد يكون للعامل الأساسي في 1 ميغاهرتز تناسق ثان في 2 ميغاهرتز في 30 دهون تحت الناقل، ولا توجد حاجة للهارمونات لأنها يمكن أن تسبب تدخلا في القياسات - على سبيل المثال، قد يسقط التناسق في مرحلة الارتداد الأدنى.

إشارات راقية

أما الإشارات الناقصة (الزوارق) فهي أي ناتج لا يتصل بالناقل بصورة متجانسة - وكثيرا ما تأتي من فتحات التوقيت أو إمدادات الطاقة أو المنتجات المختلطة داخل المولد، وتعطى المواصفات الراقية كقوة مطلقة (دبوم) أو مقارنة بالناقل (دب ج) في مقابلات ترددات محددة، وفي ناتج موجات حرارية نظيفة، ينبغي أن تكون العواصف دون 70 د.

أنواع مولدات الإشارة

التطبيقات المختلفة تتطلب هياكل مختلفة للمولدات فهم الأنواع الرئيسية يساعدك على مطابقة الآداة للعمل

مولدات الوظائف

أدوات الأغراض العامة التي تُعدّل النواتج، وربعاً، ومثلثاً، وغالباً ما تصل موجات النبض إلى نحو 20 إلى 50 ميغاهيرتز، وهي غير مكلفة ومُثُلَة للاختبارات السمعية والخفيضة التردد، والاختبارات الناظرية الأساسية، إذ تصل نسبة التكاثر إلى 10 عبوات في 50 درجة، وتفتقر عادة إلى ضوضاء منخفض في المرحلة وإلى الدقة العالية اللازمة للعمل في إطار إطار إطار إدارة المحتوى.

مولدات الإشارة

(ب) العوامل الرئيسية: الضوضاء المنخفضة جداً، ومراقبة الكمائن الدقيقة، والتعديلات البنيوية (AM, FM, PM, pulse, وأحياناً I/Q).

مولدات الموجات التعسفية

ويضع الفريق العامل نماذج موجية من بيانات العينات الرقمية، مما يتيح أشكالاً تعسفية، وتسلسلات معقدة، ومحاكاة الإشارات في العالم الحقيقي (مثلاً نواتج الاستشعار، أو الضوضاء، أو الجلوش)، ومعدل أخذ العينات (مثلاً، 1 خ ع (ق) وتسوية عمودية (مثل 14-16 عضلة) عينات حرجة.

مولدات الإشارة

مولدات كهربائية متخصصة في إطار الترددات الترددية تطبق نظاما رقميا (QPSK, QAM, OFDM, etc.) على الناقل، وتشمل جهازا داخليا للمعالجة/الQ ومولدا للشبكة الأساسية، وأجهزة VSGs أساسية لاختبار النظم اللاسلكية الحديثة مثل 5G, Wi-Fi, و Bluetooth.

اختيار مولد الإشارة الصحيح

إن اختيار مولد الإشارة هو إجراء المبادلات بين نطاق الترددات، ونقاء الإشارة، والقدرة على العزل، والميزانية.

  1. Define your application] – Are you testing audio circuits (low MHz), RF devices (GHz), or digital systems (pulses/arbitrary waveforms)? This narrows the birth type.
  2. (ب) تحديد المواصفات الحرجة - لاختبارات الاستلام، والضوضاء التدريجية، والأمور الناقصة، وبالنسبة لقياسات كسب المكونات، فإن دقة الكم والشقيق هي مفتاح، وبالنسبة للتوقيت الرقمي، فإن وقت الارتفاع والمترات أمر حاسم.
  3. ]] Seeeck the output impedance and connectors – Majority of RF equipment uses 50 ROM NC or N-type connectors; verify compatibility with your existing cables and adapters.
  4. () تقييم احتياجات تعديل الوحدات - إذا احتجتم فقط إلى AM/FM، فإن المولدات القياسية لنموذج الترددات المتوسطة الحجم تكفي، فيما يتعلق بالتعديلات الرقمية، والاستثمار في مجموعة من كبار المسؤولين أو فريق عامل مزود بنواتج من الأول/Q.
  5. don’t overbuy on frequency range – A 6 GHz birth is more expensive than a 3 GHz one. If you never test above 3 GHz, save the cost.
  6. Consider easy of use] – Touchscreens, dedicated knobs, and remote control via USB/LAN can dramatically improve work flow. For production test, software support (LabVIEW, Python drivers) is important.

External resource: Tektronix Signal Generator Basics White Paper]

النمر العملي للمبتدئين

  • Always terminated the output] - Use a 50 judici or a matched load to avoid reflections and amplitude errors.
  • ]] استخدام محلل طيف للتحقق من النقاء ][ - إذا كنت تشك في أن الوئام أو الطوابق تؤثر على نتائجكم، واستخلاص ناتج المولد على محلل طيف.
  • ][Calibrate amplitude at the test frequency - Use a power meter or a calibrated oscilloscope to confirm the electricity’s amplitude at your operating frequency, especially near the edges of its range.
  • ] دع المولد يسخن ] - يتحسن استقرار التردد بعد فترة دفء (30 دقيقة لنماذج OCXO) - وضع هذه الخطة في قياسات حساسة.
  • ]Understand the difference between “open circuit” and “50 / ”mplitude displays - A birth that shows 2 Vpp into a high-impedance input will output 1 Vpp when terminated into 50 ental unless it adjusts automatically.
  • ]Read the datasheet’s footnotes[ - Specifications often have qualifiers like “typical” vs. “guarante,” or conditions like “at 25°C after 1 hour warm-up.” Know what you are buy.

خاتمة

وقد تبدو مواصفات المولدات اللامعة كثيفة، ولكن لكل بارامتر أثر مباشر على دقة القياس وقابلية التكرار، ونطاق التردد، والكميات، والأنواع الموجية، والارتباط، والاستقرار، والضوضاء على المرحلة، والانسجام، والإشارات الناقصة، هي الخصائص الرئيسية التي ينبغي تقييمها، وبفهم هذه المصطلحات، وكيفية ارتباطها بتطبيقك، يمكنك اختيار مولد يطابق احتياجاتك وميز ميزانيتك.

الموارد الخارجية: