مقدمة: الدور الحاسم لمراقبة مستوى الإشارة على مستوى الباحة

وتُستخدم مولدات الإشارات الحديثة كأدوات لا غنى عنها في اختبارات الإلكترونيات ومختبرات البحوث وبيئات الإنتاج، إذ إن القدرة على تحديد وصيانة كمية دقيقة من الفولط أو مستوى الطاقة - وكثيرا ما يُسمى التحكم في مستوى الإشارات - تحدد مباشرة صلاحية القياس، وسلامة المكونات، وقابلية تكرار الاختبارات، ونظراً إلى أن معايير الاتصال تشدد وتزيد الحساسيات من الأجهزة، يجب على المهندسين أن يعتمدوا على مولدات توليد مستويات في أجزاء من سمات التحميلات ذات مستوى قياسية لكل اختبارية متطورة، وأن تشمل أدوات قياسية، وأن تشمل أدوات قياسية، وأن تكون متطورة، وأن تشمل أدوات التحكم في كل اختبارية،

أساسيات الرقابة على مستوى الإشارة

تحديد البارامترات الرئيسية

وتشمل مراقبة مستوى الإشارة تحديد حجم الناتج - الذي يُعد كمصدر (Vsub ⁇ p-up-up) وVsub ⁇ -RMS/sub ⁇ ) والطاقة (dBm, dBV) أو في بعض الأحيان كقوة ميدانية، ويعني الاختراق أن الناتج الفعلي يبقى ضمن نطاق معين من القيمة المبرمجة، حتى مع تحديد درجة التردد ودرجة الحرارة والارتفاع في مستوى المولدات().

لماذا مسائل الدقة

أما بالنسبة لفحص حساسية أجهزة الاستلام، فإن خطأ قدره 0.5 دي بي سي يمكن أن يغير قياس الحد الأدنى للضوضاء بنسبة 12 في المائة في الطاقة، وفي تحديد خصائص شركة ADC، يؤدي عدم كفاية الرقابة على المستوى إلى عدم صحة نتائج التنبيه إلى التنوير والتخريب، وتحتاج اختبارات الامتثال التابعة للشركة إلى نقاط قوة ميدانية دقيقة لتجنب الإفراط في الاختبار أو عدم الاختبار.

السمات الرئيسية التي تمكن من الدقائق في المولدات الحديثة

المُحَوِّلات الرقمية

ويحل مكثفات الخطوة الرقمية محل مقاييس الميكانيكية القديمة بمفاتيح متغيرات حمراء صلبة أو PIN توفر خطوات ثابتة للتخفيض، عادة 0.1 د.ب، 0.5 د.ب، أو 1 د.ب.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.م.ع.م.م.

الاستقلال الذاتي والتجارب الذاتية

وتقيس روتينات المعايرة الآلية، التي تنفذ عند تشغيل الأجهزة أو عند الطلب، المراجع الداخلية )مثلا، أي جهاز مرجعي دقيق للكهرباء أو جهاز حرق الدم( وتطبق عوامل تصحيح على دائرة الإنتاج، وتعوض هذه العملية عن الانجراف المكوني بسبب العمر ودرجة الحرارة والرطوبة، كما أن بعض المولدات تؤدي معايرة مستمرة للخلفية، وتستكمل المكاسب وتقابل أوجه القصور كل ثانية دون انقطاع إشارات المستعملين.

رصد الطاقة في الوقت الحقيقي والمستوى

ويقارن جهاز التحكم في الطاقة الكهربائية في المباني - الذي يستخدم في كثير من الأحيان أجهزة الكشف عن الأغبياء أو أجهزة الحرق - الناتج الفعلي في ميناء إنتاج الأداة - دائرة مقفلة لمستوى المواصلات - الطاقة المقيسة إلى نقطة تحديد الموقع، ويكيف المغذيات أو المكسب في الوقت الحقيقي، وهذا مهم بصفة خاصة في الترددات العالية حيث تصبح الخسائر في الكابلات واختلافات الوصل مفتوحة كبيرة.

Remote Control and Automation Interfaces

وكثيرا ما يتم تنفيذ مراقبة مستوى الضبط في نظم الاختبار الآلية، كما أن الوصلات البينية الموحدة - الولايات المتحدة الأمريكية، والإثيرنيت، والشبكة العالمية للسواتل (IEE-488)، والبرامجيات LXI-allow لوضع كمينات ذات دقة كاملة باستخدام أوامر SCPI، كما أن اختبارات خط الإشارات المسببة للحشرات والمولدات الكهربائية المولدة للوجات التعسفية تقبل عمليات مسح تصل إلى 0.001 من نظام دنيا على مستوى الكيس.

التقنيات المتقدمة لمراقبة المستوى

استخدام أجهزة تكييف البناء

ويمكن، عند استخدام أجهزة الضخ الخارجية أو المرشدين الخارجيين، توسيع دائرة المولدات الداخلية عن طريق وصف المسار الخارجي وبيانات التصويب عن طريق التخزين، حيث تتيح معظم المولدات الحديثة للمستعملين تحديد جداول " تسرّب المستعملين " التي تُعدّل نقطة الضبط الداخلي استنادا إلى الترددات لتحقيق مستوى مستهدف في طائرة محددة، وتصحح هذه التقنية فقدان الكابلات، وسوء المطابقة، والاستجابة عن طريق العناصر دون إضافة معدات قياس خارجية.

إنشاء جداول المعايرة العرفية

وبالنسبة للتطبيقات الحرجة التي لا تكفي فيها أفضل معايرة للمصانع، يمكن للمستعملين أن يجربوا معايرة يمكن تتبعها لمسار الاختبار بأكمله - بما في ذلك الكابلات والمكيفات الخارجية - باستخدام جهاز مرجعي لتوليد الطاقة أو محلل الطيف - يمكن تحميل البيانات الناتجة (خط العرض مقابل التردد) في العديد من مولدات الإشارات كمقياس مرجعي للمستعملين.

معالجة مشكلة سوء الفهم وعدم اليقين في سوء الإدارة

إن أي خطأ في التسبب في حدوث التسبب بين ناتج المولدات (نحو 50 درجة مئوية) والجهاز المحتوي على اختبارات يسبب انعكاساً، مما يغير القوة المسلّمة، وكثيراً ما يكون عدم التيقن الناجم عن عدم المطابقة هو أكبر مساهمة في عدم اليقين على المستوى الكلي في نظم الإبلاغ، وللتخفيف من ذلك، يمكن للمهندسين أن يستخدموا:

  • Precision attenuators (3 dB, 6 dB, or 10 dB) placed at the birth output to improve the effective return loss.
  • Level flatness corrections] derived from vector network analyzer (VNA) measurements of the entire signal chain.
  • Active leveling cycles] that sense delivered power at the DUT input plane by using a remote power sampling head.

A technical article from Microwave Journal] explains how to calculate and minimize mismatch uncertainty in practice.

اعتبارات التضليل والتخزين

فالتحكم في مستوى الدقة يصبح عديم الجدوى إذا تدهورت نوعية الإشارة بسبب طابق الضوضاء أو التشوه التناسقي أو المحتوى الناقص، إذ أن مستويات الإنتاج المنخفضة جداً (مثلاً - 100 دبم) قد تؤدي إلى هيمنة الضوضاء على مراحل الأداة وضوضاء النطاق العريض، إذ أن المولدات المتقدمة تستخدم مضاعفات منخفضة الدقة، ولوازم طاقة نظيفة، وتقفيف ضيق النطاق للحفاظ على تناسق النواتج.

أفضل الممارسات لتحقيق النتائج المتماسكة

جداول ومعايير المعايرة

)أ( أن تتبع فترة المعايرة الموصى بها للمصنع، التي عادة ما تكون سنة واحدة، ولكنها تنظر في زيادة تواتر المعايرة للتطبيقات الحرجة، وأن تستخدم مختبرات المعايرة المعتمدة التي توفر إمكانية التتبع للمعايير الوطنية )القائمة الوطنية، PTB، إلخ( وتحتفظ بسجلات المعايرة وتشير إلى أي انحرافات على مر الزمن، وأن بعض المولدات توفر إنذارا " معار " يمكن أن يحدده المستخدم.

اختيار المركب وجهاز الاتصال

ويضيف كل كابل وموصل الخسارة، وتختلف الخسارة بتواترها ودرجتها ودرجة حرارة ودرجة سلكها السلكية، وتستخدم كابلات منخفضة الفقد لتطبيقات الترددات المتوسطة، وتتجنب استخدام أجهزة التكييف ما لم يكن ضرورياً تماماً؛ ويستحدث كل مكيف قدراً إضافياً من عدم اليقين فيما يتعلق بالتحكم الدقيق في المستوى، ويحدد طائرة اختبار ويستخدم سلكاً صلباً لا يزال غير ملوث أثناء الاختبار. [الدقة]

الظروف البيئية

وتؤثر التغييرات في درجة الحرارة على مراحل الكسب الداخلي ودقة أجهزة الكشف، كما تسمح لمولد الإشارة بالدفء في الوقت المحدد في الدليل - الذي يدوم 30 دقيقة أو حتى تستقر درجة الحرارة الداخلية، وتُجري قياسات حرجة في بيئة مختبرية خاضعة للرقابة مع الحد الأدنى من المشاريع أو المصادر الحرارية، كما تؤثر الهضمية على المكونات المقاومة والوصلات البينية؛ وتبقي المختبر في نطاق القياسات (من 20 في المائة إلى 80 في المائة غير الكثافة).

الوثائق والقابلية للتكرار

وللاختبارات الآلية، تخزين كامل الأجهزة المنشأة - بما في ذلك جداول المعايرة، ومواقع المكثفات، وتشكيلات الطراز المكيف - في ملف حكومي موفر، واستخدام اتفاقيات التسمية المتسقة ومراقبة النسخ، وعند فرز المشاكل، تلغي القدرة على التذكر، عند اكتشاف التعبئة المعروفة، الصيد المتغير، وتوثيق أيضاً أي كابلات خارجية، ومكيفات، وبيانات توصيفها بحيث يمكن للمهندسين الآخرين أن يستعيدوا فترة الاختبار.

خاتمة

ونظراً لأن المولدات الحديثة للإشارة تدمج المكثفات الرقمية، والمعايرة الآلية، والتغذية المرتدة في الوقت الحقيقي، والوصلات البينية البعيدة المرنة لتوفير الرقابة على المستوى الذي كان فيه مجال المعدات المخصصة لعلم القياس، فإن من خلال فهم المطابقة الأساسية للمبادئ، وقابلية القياس، ودور حلقات القياس - المحركات يمكن أن يستغل هذه الملامح لتحقيق درجة حرارة دون ١ في بيئة الإنتاج والتطبيقات المختبرية.