مقدمه: نقش حیاتی کنترل سطح سیگنال دقیق

ژنراتورهای سیگنال مدرن به عنوان ابزار ضروری در سراسر تست الکترونیک، آزمایشگاه های تحقیقاتی و محیط های تولید خدمت می کنند.توانایی تنظیم و حفظ یک ولتاژ دقیق یا سطح قدرت - اغلب به نام کنترل سطح سیگنال - به طور مستقیم تعیین اعتبار اندازه گیری، ایمنی جزء و تکرار دقیق، به عنوان استانداردهای ارتباطی و افزایش حساسیت دستگاه، مهندسان باید به ژنراتورهایی که سطح پایین را در یک تکنیک های تست ارائه می دهند، که بهترین روش های کنترل سیگنال را پوشش می دهند، و روش های دقیق را پوشش می دهند، و روش های هدایت می دهند.

اصول کنترل سطح سیگنال

تعریف پارامترهای کلیدی

کنترل سطح سیگنال شامل تنظیم دامنه خروجی است - به عنوان ولتاژ (Vp، VS)، قدرت (dBm، dBV)، یا گاهی به عنوان یک قدرت میدان، دقت اشاره می کند که خروجی واقعی در یک تحمل مشخص از ارزش برنامه ریزی شده باقی می ماند، حتی به عنوان فرکانس، و تغییر سرعت پایین به عنوان ± ⁇ به عنوان مقدار ثابت می شود.

چرا دقت اهمیت دارد

سطح سیگنال های اشباع شده در هر اندازه گیری پایین جریان منتشر می شود.برای تست حساسیت گیرنده، خطای 0.5 dB می تواند اندازه گیری کف سر و صدا را به میزان 12٪ در قدرت تغییر دهد.در مشخصات ADC، کنترل سطح ناکافی منجر به نتایج نادرست سیگنال به هدر رفتن و غیر محرک (SINAD) تست انطباق EMC نیاز به نقاط قوت دقیق میدان برای جلوگیری از فرسایش یا تحت آزمایش های مطمئن، حتی کنترل ضعیف در زمان و کنترل اطلاعات.

ویژگی های کلیدی Enabling Precision در ژنراتورهای مدرن

سازنده های دیجیتال Attenuators

گام دیجیتال درتاتور جایگزین قوی تر مکانیکی قدیمی با حالت جامد یا سوئیچ دیود که گام های ثابت کاهش را ارائه می دهد، به طور معمول 0.1 dB، 0.5 dB یا 1 dB. همراه با یک بی سیم مکانیکی وابسته به مکانیکی، یک متخصص دیجیتال ظریف ارائه می دهد وضوح بالا در یک محدوده دینامیکی گسترده (به عنوان مثال، 140 - dBm to جبران فرکانس های آنالوگ در تجزیه و تجزیه و تحلیل در موارد مدرن.

خودکارسازی و تست خود

روال های تنظیم خودکار، اجرا شده در قدرت ابزار یا تقاضا، اندازه گیری منابع داخلی (به عنوان مثال، یک مرجع مرجع دقیق یا ترمزو) و اعمال عوامل اصلاح برای مدار خروجی، این فرایند جبران انتقال قطعات به دلیل سن، دما و رطوبت، برخی از ژنراتورها پس زمینه مداوم، کالیبراسیون و کاهش و ضریب هر ثانیه بدون وقفه کاربر را انجام می دهند.

نظارت بر قدرت زمان واقعی و سطح

مترهای برق ساخته شده – اغلب با استفاده از آشکارسازهای دیود یا ردیابها – خروجی واقعی را در پورت خروجی ابزار اندازه گیری می کند. یک مدار بسته حلقه بسته قدرت اندازه گیری شده را به نقطه تنظیم مقایسه می کند و حالت های سرعت بسته را تنظیم می کند یا در زمان واقعی به دست می آورد.این به ویژه در فرکانس های بالا مهم است که در آن زیان های کابل و تغییرات قابل توجه تبدیل می شوند.

کنترل از راه دور و رابط اتوماسیون

کنترل سطح دقیق اغلب در سیستم های تست خودکار اجرا می شود. رابط های استاندارد - USB، Ethernet، GPIB (IEEE-488 و LXI - اجازه می دهد تا دامنه ها را با دقت کامل با استفاده از دستورات SCPI تنظیم کند. ژنراتور سیگنال بردار و ژنراتورهای موجی اختیاری (ABS) دستورات سطح را با وضوح dB بر روی اتوبوس قبول می کنند.

تکنیک های پیشرفته برای کنترل سطح

استفاده از حلقه های سطح داخلی

هنگام استفاده از تقویت کننده های خارجی یا بی ثباتی، حلقه سطح داخلی ژنراتور می تواند با شناسایی مسیر خارجی و ذخیره داده های اصلاح گسترش یابد. اکثر ژنراتورهای مدرن به کاربران اجازه می دهند تا جداول "مشارکت کاربر" را تعریف کنند که تنظیم داخلی را بر اساس فرکانس تنظیم می کنند تا به سطح هدف در یک هواپیمای تعریف شده برسند.این تکنیک اصلاح برای از دست دادن کابل، اتصال نادرست و پاسخ بدون اضافه کردن سخت افزار به طور منظم هنگام اصلاح این تست ها باید به روز رسانی شود.

ایجاد جداول کالیبراسیون سفارشی

برای برنامه های حیاتی که در آن حتی بهترین کالیبراسیون کارخانه کافی نیست، کاربران می توانند کالیبراسیون قابل ردیابی از کل مسیر آزمون را انجام دهند - از جمله کابل ها، آداپتورها و بی ثباتی های خارجی - با استفاده از یک متر برق مرجع یا تجزیه و تحلیل طیف 1: داده های جبران شده (amplitude vs. frequency) می تواند به بسیاری از ژنراتورهای سیگنال به عنوان یک جدول کالیبراسیون کاربر بارگذاری شود که این روش به دقت پایان می رسد (F) یا سیگنال بهتر است: 0.

عدم تطابق و عدم اطمینان از عدم تطابق

هر گونه ناسازگاری ضعیف بین خروجی ژنراتور (معمولا 50 Ω) و دستگاه تحت آزمایش (DUT) باعث انعکاس می شود که قدرت تحویل داده شده را تغییر می دهد. عدم اطمینان عدم تطابق اغلب بزرگترین سهم در عدم اطمینان سطح کل در سیستم های RF است.

  • پیش از تصمیم گیری در مورد کاهش دهنده ها [FLT 1 ] (3 dB، 6 dB یا 10 dB) در ژنراتور خروجی قرار داده شده برای بهبود کاهش موثر بازگشت.
  • اصلاح های مسطح ( از اندازه گیری های شبکه بردار (VNA) از کل زنجیره سیگنال مشتق شده است.
  • حلقه های سطح فعال [FLT 1] که حس می دهد قدرت در هواپیمای ورودی DUT با استفاده از یک سر نمونه برداری از قدرت دور.

] مقاله فنی از مجله مایکروویو توضیح می دهد که چگونه عدم اطمینان در عمل را محاسبه و به حداقل برساند.

نظرات و دیدگاه های غیر قانونی

کنترل سطح دقیق بی معنی می شود اگر کیفیت سیگنال توسط کف سر و صدا، تحریف هارمونیک یا محتوای متخلخل تخریب شود.در سطوح خروجی بسیار پایین (به عنوان مثال، -100 dBm)، صدای فاز خود و صدای پهنای باند ابزار می تواند به طور چشمگیری تسلط داشته باشد. ژنراتورهای پیشرفته از چند برابر، منابع برق تمیز و فیلترینگ باریک برای حفظ خلوص سیگنال بالا استفاده می کنند - و یا اینکه عملکرد سوم را به طور چشمگیری مدیریت کنند.

بهترین روش ها برای نتایج ثابت

برنامه های کالیبراسیون و استانداردها

پیگیری فاصله کالیبراسیون توصیه شده تولید کننده، به طور معمول یک سال، اما در نظر گرفتن کالیبراسیون مکرر برای برنامه های حیاتی.استفاده از آزمایشگاه های کالیبراسیون معتبر که ارائه ردیابی به استانداردهای ملی (NIST، PTB، و غیره) نگه داشتن سوابق کالیبراسیون و یادداشت هر انحراف در طول زمان. برخی از ژنراتور ارائه یک "c طالبانation هشدار که می تواند توسط کاربر برای چک های مرجع کامل و قابل حمل تنظیم تنظیم شود.

انتخاب کابل و سوئیچ

هر کابل و کانکتور اضافه می کند از دست دادن و از دست دادن با فرکانس، دما و شعاع خم کابل () استفاده از کابل های فاز و کم ضرر برای برنامه های RF است که از استفاده از آداپتورها اجتناب می کنند مگر اینکه کاملا ضروری باشد؛ هر آداپتور عدم اطمینان اضافی در سطح دقیق ژنراتور را معرفی می کند، یک پورت تست را تعریف می کند و از یک کابل تست سفت و سخت استفاده می کند که در هنگام تست (F0: T دقت سیگنال هدایت را در انتخاب دقیق سیگنال کابل ارائه می دهد.

شرایط زیست محیطی

تغییرات دما بر مراحل سود داخلی و دقت آشکارساز تأثیر می گذارد. اجازه دهید ژنراتور سیگنال برای زمان مشخص شده در کتابچه راهنمای - اغلب 30 دقیقه یا تا زمانی که دمای داخلی تثبیت شود، اندازه گیری های حیاتی در محیط آزمایشگاه کنترل شده با پیش نویس های حداقل یا منابع گرما را انجام دهد. رطوبت همچنین بر اجزای مقاومت و رابط های کانکتور تأثیر می گذارد؛ آزمایشگاه را در محدوده ابزار (معمولاً تا 80٪ غیر تراکم).

مستند سازی و تکرار

برای تست های خودکار، نصب کامل ابزار - از جمله جداول کالیبراسیون سطح، تنظیمات شتاب دهنده و پیکربندی حالت سطح - در یک فایل حالت ذخیره شده استفاده از کنوانسیون های نام گذاری سازگار و کنترل نسخه، توانایی به یادآوری یک تنظیمات شناخته شده-خوب، شکار متغیر را حذف می کند.همچنین هر کابل های خارجی، آداپتورها و داده های کاراکتر سازی آنها را که بعدا می توانند آزمایش کنند یا سال ها را تکرار کنند، مستندسازی می کنند.

نتیجه گیری

ژنراتورهای سیگنال مدرن، تجزیه و تحلیل دیجیتال، کالیبراسیون خودکار، بازخورد زمان واقعی و رابط های انعطاف پذیر از راه دور را برای ارائه کنترل سطح که زمانی دامنه تجهیزات مترولوژی اختصاصی بود، ترکیب می کنند.با درک اصول اساسی - تطبیق دقیق، ردیابی دقیق سیگنال و نقش حلقه های نظارت - مهندسان می توانند از این ویژگی ها برای دستیابی به دقت زیر-0.1 dB در محیط های تولید و ثابت استفاده کنند که به طور منظم، به عنوان قابلیت کنترل دقیق سیگنال، به عنوان قابلیت های کنترل دقیق و قابل اعتماد، به عنوان اطمینان از ویژگی های کنترل دقیق، اطمینان از ویژگی های پردازش دقیق، اطمینان از ویژگی های پردازش و قابلیت های پردازش، اطمینان از ویژگی های پردازش، حفظ قابلیت های پردازش، استفاده می کنند.