ژنراتورهای سیگنال نرم افزار-Defined چیست؟

ژنراتورهای سیگنال تعریف شده توسط نرم افزار (SDSGs) نشان دهنده یک تغییر پارادایم در تکنولوژی نسل سیگنال است، بر خلاف ژنراتورهای موجی سنتی یا ژنراتورهای سیگنال RF، که به معماری سخت افزار ثابت متکی هستند، SDSG ها از الگوریتم های نرم افزاری استفاده می کنند که بر پردازنده های قابل برنامه ریزی برای ایجاد و تنظیم سیگنال های زنجیره ای جدید کار می کنند.این معماری به سادگی یک دستگاه را قادر می کند تا یک آرایه وسیع از انواع مختلف را شبیه سازی کند - جدا کند که از امواج ساده و قابل تنظیم شده را به طور ساده (به روز رسانی می کنند) و یا مهندسین ابزار پردازش می کنند (به سادگی سیگنال های ساده ای از طریق پردازش سیگنال های گرافیکی) و ساده) و ساده (به روز رسانی سیگنال های ساده) و تنظیم شده است که به روز رسانی سیگنال های ابزار پردازش می کنند.

ژنراتورهای سیگنال سنتی توسط طراحی سخت افزار خود محدود هستند: هر مدل برای محدوده فرکانس خاص، نوع مداسیون یا فرم موج ساخته شده است.در مقابل، SDSG می تواند ویژگی های خروجی خود را از طریق به روز رسانی نرم افزار تغییر دهد، و آن را به طور عمده سازگار با قابلیت مهندسی عمیق تر، نرم افزار تعریف شده رادیوSDR] [F1] مفاهیم مدرن بهره وری در حال تغییر و اساسا قابلیت های مهندسی قابل انطباق است.

مزایای کلیدی ژنراتورهای سیگنال نرم افزار-Defined

عدم انعطاف پذیری

توانایی تغییر پارامترهای سیگنال مانند فرکانس، دامنه، مرحله و نوع فرم موج از طریق رابط های نرم افزار شهودی، مشخصه تکنولوژی SDSG است. مهندسان می توانند از تولید یک موج حامل ساده برای تست نمونه اولیه برای تست پیچیده، چند منظوره، صرفه جویی دیجیتال برای تست گواهینامه در ثانیه ها تغییر کنند. این انعطاف پذیری نیاز به چندین ابزار اختصاصی و کوتاه کردن زمان لازم برای جایگزینی تست های آنالوگ را کاهش می دهد.

هزینه- سود

از آنجا که بسیاری از توابع پردازش سیگنال در نرم افزار به جای سخت افزار اختصاصی اجرا می شوند، لایحه مواد برای SDSG می تواند به طور قابل توجهی پایین تر از یک ژنراتور سنتی قابل مقایسه باشد، به روز رسانی ها و ویژگی های جدید می تواند به عنوان ارتقاء نرم افزار 1، حذف نیاز به مبادلات سخت افزاری گران قیمت، آزمایشگاه های دانشگاهی یا راه اندازی با بودجه های تنگ، این دسترسی دموکرات ها به عملکرد بالا (معمولاً سیستم عامل های شارژ چند منظوره) است.

دقت بالا و قابلیت بازگشت

ژنراتورهای تعریف شده نرم افزار به دقت قابل توجهی دست می یابند، زیرا ایجاد موج دیجیتال به صورت دیجیتالی محاسبه می شود، آزاد از چرخش آنالوگ و پیری جزء که نوسانات سخت افزاری سنتی را مختل می کند، هنگامی که یک فرم موج در نرم افزار تعریف می شود، همان کد دیجیتال دقیقا همان سیگنال را تولید می کند، این تکرار پذیری برای سناریوهای آزمون که نیاز به نتایج سازگار در چندین واحد یا در طول زمان، مانند مطالعات تولید یا آزمایش طولانی مدت، علاوه بر آن، می تواند ثابت کردن نرم افزار های غیر معمول باشد.

سریع Prototyping و Iteration

مهندسان می توانند پروفایل های سیگنال کاملا جدید را در عرض چند دقیقه با نوشتن یا اصلاح یک قطعه کوچک از کد ایجاد کنند، بدون انتظار برای سخت افزار سفارشی برای ساخت یا پیکربندی، این سرعت به ویژه در مراحل تحقیق و توسعه اولیه یک محصول ارزشمند است، به عنوان مثال، هنگامی که طراحی یک پروتکل ارتباطی بی سیم جدید، SDSG می تواند بلافاصله برای تولید یک فرم موج برای آزمایش و تنظیمات سریع در اندازه گیری، استفاده شود.

ادغام بی درز و اتوماسیون

اکثر SDSG ها از رابط های برنامه نویسی استاندارد مانند SCPI، Labview، Python، MATLAB و C++ API پشتیبانی می کنند، این باعث می شود که آنها به راحتی در سیستم های تست خودکار ادغام شوند. مهندسان می توانند اسکریپت بنویسند که ژنراتور چند منظوره را پیکربندی می کند، یک حرکت را در فرکانس ها و دامنه ها، پاسخ دستگاه و نتایج log - همه بدون دخالت انسان برای همگام سازی سیستم های مدرن (فایل چند منظوره)، تجزیه و تحلیل بیشتر در فرکانس های مختلف، یک سیستم های چند منظوره، یک سیستم های مختلف و یا چند منظوره، یک سیستم های مختلف، یک سیستم های مختلف، یک ترکیب بندی های مختلف، یک نوار پلاگین، یک سیستم های مختلف، یک سیستم های مختلف، یک سیستم های مختلف، یک سیستم های مختلف، یک نوار پلاگین، یک سیستم های مختلف، یک سیستم های مختلف، یک ترکیب بندی چند منظوره، یک نوار پلاگین، یک نوار پلاگین، یک نوار پلاگین، یک سیستم های مختلف، یک نوار متمرکز، یک نوار پلاگین، یک نوار پلاگین، یک سیستم های مختلف، یک نوار، یک نوار، یک سیستم های مختلف، یک نوار پلاگین، یک سیستم های مختلف، یک نوار پلاگین را افزایش می کند.

برنامه های کاربردی در مهندسی

Wireless Communications Testing

یکی از موارد اولیه استفاده برای SDSGs در توسعه و آزمایش سیستم های ارتباطی بی سیم است.آنها می توانند سیگنال های استاندارد سازگار با خطا را برای LTE، 5G NR، Wi-Fi 6/7، بلوتوث و سایر پروتکل ها تولید کنند؛ از همه مهم تر، آنها می توانند سیگنال های سفارشی را برای تست عملکرد گیرنده تحت شرایط غیرایده آل مانند محو شدن، چند و پهنای باند باند فرکانسی باند (F) تنظیم کنند که یک مدل سیگنال پویا (F) می تواند سیگنال های مختلف را تنظیم کند.

رادار و e Warfare

در آزمایشگاه های دفاعی و هوافضا، SDSG ها برای شبیه سازی انعکاس رادار، سیگنال های متحرک و دیگر اشکال موج پیچیده استفاده می شوند که قادر به تنظیم عرض پالس، تکرار پالس، چابکی فرکانس و تنظیم مجدد در پرواز هستند، به مهندسان اجازه می دهد تا گیرنده های رادار را در برابر طیف گسترده ای از سناریوهای تهدید آزمایش کنند.این سخت افزار می تواند برای شبیه سازی های سونار، مقابله با توسعه الکترونیکی، و مدل سازی ساده و تنظیم مجدد تنظیم شود.

مدار و سیستم مشخصات

برای مدل های بنیادی الکترونیک R&؛D، SDSGs توانایی تولید الگوهای آزمایش خاص برای شناسایی مدارهای آنالوگ و دیجیتال را فراهم می کند. مهندسین می توانند سیگنال های گسترشی را برای تست های نازک ایجاد کنند، سیگنال های انفجار برای تأیید مدیریت برق یا فرم های موجی اختیاری برای اعتبار طراحی فیلتر، زیرا طول موج تنها توسط حافظه محدود است (و می تواند حلقه بزند یا جریان طولانی مدت بسیار قوی در این تغییرات سیگنال های سیگنال های واقعی است.

تحلیل پروتکل و اعتبار

بسیاری از پروتکل های اتوبوس (I2C، اشپیگل، CAN، اترنت، USB) می توانند با استفاده از ژنراتورهای تعریف شده نرم افزار تحریک شوند که سیگنال های الکتریکی دقیق مورد نیاز را ایجاد می کنند. همراه با تجزیه و تحلیل منطقی یا oscilloscope، مهندسان می توانند سیگنال های شناخته شده را به یک دستگاه تحت آزمایش تزریق کنند و پاسخ آن را تأیید کنند.

چالش ها و ملاحظات

نرخ پرتاب و محدودیت های پهنای باند

در حالی که SDSGs انعطاف پذیری بالاتری را ارائه می دهد، عملکرد آنها اساساً با سرعت داک و عمق حافظه محدود می شود. سیگنال های تولید شده در فرکانس های بسیار بالا (به عنوان مثال، باندهای میلیمتری بالای 40 گیگاهرتز) هنوز هم نیاز به سخت افزار گران و بسته بندی پیشرفته دارند.برای آزمایشگاه هایی که فقط به مجموعه ای از سیگنال ها در فرکانس های بالا نیاز دارند، یک ژنراتور آنالوگ سنتی ممکن است بیشتر عملی باشد، زیرا سرعت های مداوم این محدودیت ها را بهبود می دهند.

دانلود بازی Latency and Real-Time Performance

برخی از برنامه ها - مانند سیستم های کنترل حلقه بسته یا تست زمان واقعی - نیاز به حداقل تاخیر بین سیگنال بازخورد و اصلاح فرم موج، با پردازش نرم افزار، تاخیر ذاتی وجود دارد که بهینه سازی نرم افزار باید کاهش یابد. FPGA SDSGs مبتنی بر زمان بسیار کم تاخیر، اما همه وظایف نمی تواند تسریع شود. مهندسین باید ارزیابی کنند که آیا تاخیر SDSG با نیازهای آزمایش واقعی آنها مطابقت دارد.

یادگیری Curve و Softwareency

اتخاذ SDSG اغلب نیازمند مهندسان برای یادگیری ابزارهای نرم افزاری جدید و پارادایم های برنامه نویسی است، این می تواند استقرار اولیه را تا زمانی که تیم به مهارت تبدیل شود، کند، علاوه بر این، وابستگی به نرم افزار به این معنی است که اشکالات، مسائل راننده یا به روز رسانی های سیستم عامل می تواند عملیات تست را مختل کند.

آینده روند

روند به سمت تجهیزات تست تعریف شده نرم افزار سرعت می گیرد.ما می توانیم انتظار داشته باشیم که حتی یکپارچگی سخت تر با AI و یادگیری ماشین را مشاهده کنیم، جایی که SDSG می تواند به طور خودکار سیگنال های تست بهینه را بر اساس بازخورد اندازه گیری تولید کند. کتابخانه های موج مبتنی بر ابر و به روز رسانی های بیش از حد سیستم عامل بستر اجازه می دهد آزمایشگاه ها به اشتراک بگذارند و استفاده از فرم های موج پیچیده در سطح جهانی، علاوه، چارچوب منبع باز برای نسل مدرن سیگنال های تجزیه و تحلیل سیگنال های مهندسی سیگنال های مدرن، و تنظیم کننده، به عنوان محدودیت های مهندسی سیگنال های مهندسی سیگنال های مهندسی سیگنال های مهندسی سیگنال های مهندسی سیگنال های مهندسی سیگنال های مهندسی سیگنال های پیشرفته تر تبدیل می شوند.

نتیجه گیری

ژنراتورهای سیگنال تعریف شده نرم افزار خود را به عنوان ابزار ضروری در آزمایشگاه های مهندسی مدرن اثبات کرده اند. انعطاف پذیری آنها، مقرون به صرفه بودن، دقت و سهولت ادغام مهندسان را قادر می سازد تا با استفاده از ابزارهای کمتر، چه در ارتباطات، دفاع، و چه در الکترونیک R&؛D، توانایی ایجاد سریع، اصلاح و بازتولید سیگنال های پیچیده سرعت بخشیدن به نوآوری و هزینه های پیشرفته، به عنوان یک نرم افزار پیشرفته، و توسعه پایدار، به عنوان نقش مهندسی پایدار، و مهندسی پایدار، ادامه می دهد.