כיצד לבצע אופטימיזציה של הגדרות אותות עבור מחיקה מינימלית

למה הגדרות אותות גנרטורים חשובים לניקוי

גנרטור אותות הם כלים יסוד בעיצוב אלקטרוניקה, הנדסת אודיו ובדיקת RF.אפילו מחולל האות המתקדם ביותר יכול לייצר פלט פגום אם הגדרות שלה לא מתאימים כראוי. Distortion מציגה פריטים כי המסכה התנהגות מכשיר אמיתי, המוביל לדידידות לא נכונות, אימות כושל, או איכות אודיו ירודה אופטימיזציה הגדרות עבור עיוות מינימלי הוא לא משימה חד פעמית, אבל משמעת מתמשכת כי הוא מטריה, קלמנטציה, סימולציה, סימולציה, או סימולציה, אופטימיזציה של אסטרטגיות אופטימיזציה של אודיו.

במדריך זה, תלמד את השלבים המעשיים כדי להפחית עיוות הרמוני, בין-מודולציה, והשפלה אות אחרת.אם אתה מאפיין מגבר חדש, לבדוק מערכת תקשורת, או ציוד אודיו קללה, טכניקות אלה יעזרו לך להשיג את האות הנקי ביותר האפשרי של הגנרטור שלך.

הבנה של אותות

עיוות אותות מתייחס לכל שינוי לא רצוי בגלימת אות כפי שהוא עובר דרך גנרטור או שידור נתיב. Distortion ניתן להציג על ידי הגנרטור עצמו, על ידי עומסים לא מתאימים, או על ידי התערבות חיצונית.הבנת סוגי עיוות מאפשר לך לזהות את הסיבה השורש וליישם את הפעולה הנכונה.

זלזול הרמוני

עיוות הרמוני מתרחש כאשר מערכת מייצרת רכיבים תדרים כי הם מספריים של התדר הבסיסי.לדוגמה, גל חטא 1 kHz עשוי לייצר אנרגיה חדה ב 2 kHz, 3 kHz, ונזקים גבוהים יותר.סוג זה של עיוות נגרם בדרך כלל על ידי לא לינאריות בפלט מגבר לינארי או גלטציה מעגל.

המונחים: Distortion

עיוות בין-מודולציה (IM) עולה כאשר שני תדרים או יותר נוכחים בסימן והם לערבב ללא לינארי, לייצר כמות וריאציות הבדל.לדוגמה, טונים קלט ב 1 kHz ו-1.5 kHz יכולים לייצר מוצרים ב- 0.5 kHz ו-2.5 k. IM עיוות הוא בעייתי במיוחד במערכות אודיו ותקשורת כי אלה ירידה חדה בתוך העובר ולא ניתן לסנן בקלות אותות עם ביצועים לינאריים יכול לשמש שני בדיקות חד-משמעיות עבור מניפולציה לקויה.

קליפים ו Amplitude nonlinearity

קליפפט מתרחשת כאשר הפלט amplitude עולה על התנוחה המקסימלית של הגנרטור, מה שגורם לפסגות הגלום להיות שטוח.זה מציג הרמוניות סדר גבוה ועיוות משמעותי.אפילו לפני שחצץ קשה, amplitude non-Liity יכול לדחוס את האות, צמצום הגורם העגום ולשנות את צורת הגלים.

שלב ההתנתקות ו Jitter

עיוות שלב מתייחס לשינויים במערכת היחסים בין רכיבי תדר, הנגרמת לעתים קרובות על ידי שינויים מעכבי קבוצה במסננים או מגברים. בגנרטורים אותות דיגיטליים, ג'ייטר שעון מציג שגיאות תזמון המתבטאות כרעש שלב או פסים מעוררים. נושאים אלה הם קריטיים במיוחד ב RF ויישומים דיגיטליים מהירים שבהם דיוק התזמון משפיע ישירות על דיוק.

הגדרות מפתח כדי להתאים למינימום

לוח הקדמי של מחולל האות מציע הרבה בקרות, אבל רק תת-קבוצה משפיעה ישירות על עיוות.התמקדות בפרמטרים מרכזיים אלה מניבה את השיפור המשמעותי ביותר בטוהר אות.

המונחים: headroom

קביעת הפלט הנכון amplitude הוא הצעד החשוב ביותר למזער עיוות.הפעלה קרוב לרמת הפלט המקסימלי של הגנרטור כוחות את המגבר לתוך אזורים לא לינאריים, המציג עיוות הרמוני וקידוד.conversely, הגדרת ampudeude נמוך מדי עשוי לקבור את האות ברעש, מקטין את יחס האות ל-noise. A טוב לשמור על לפחות 6B של מדידה מתאימה של גלאומטרה חינם של 10.

אפשרויות ל-Frequency Selection and Bandwidth Considerations

גנרטורים אותות דירגו רוחב פס, והפעלה ליד הגבלת התדר העליון לעתים קרובות מגבירה את עיוות.התמוצץ הפלט ואתרי המסנן נועדו לבצע את הטוב ביותר בטווח תדר מסוים.כאשר בדיקות בתדרים המתקרבים למקסימום של הגנרטור, לאמת בגליון הנתונים את מפרט ה- THD בתדר זה. חלק גנרטורים מאפשרים לך לבחור בין פס רחב ו מצבי דיסטור נמוך.

סוג וטוהר

עבור המדידות הדורשות עיוות מינימלי, גלי החטא הם הגלום המועדף כי הם מכילים רק תדר בסיסי אחד.משולש וגלי מרובע מכילים באופן טבעי הרמוני הרמוניים מוזרים, מה שהופך אותם בלתי מתאימים לבדיקות בעלות נמוכה של אפליה, אם הבדיקה שלך דורשת גירוי לא-סנואידים, לשקול יצירת גלפורציה חיצונית או באמצעות מסנן נמוך כדי להסיר תוכן הרמוני רבים.

המונחים:

חוסר התאמה בין פלט הגנרטור האות לבין העומס גורם השתקפות אותות, גלים עומדים וטעויות amplitude. רוב גנרטורים אותות יש מיצוי תפוקה מוגדר (בדרך כלל 50ms או 75 הומס עבור גנרטורים RF, ו 600 הומס עבור גנרטורים אודיו) אם העומס שונה, חלק של אנרגיית האות הוא משתקף בחזרה גנרטור, גורם לפלט זה יכול להפחית את האפקטים הנכונים עם רמת דיוק.

ניכוי מסנן ו- Noise Reduction

גנרטור אותות יכול לייצר רעש רחב ורכיבים מעוררי קידוד גבוה בשל DAC, שעון oscillator, ואספקת כוח. החלת מסנן חיצוני או פנימי יכול להפחית באופן דרמטי את הפריטים האלה. גנרטורים רבים כוללים מסנן מובנה נמוך קוף שניתן להפעיל כדי להסיר את אותות השליליים מעל תדירות הבסיסית.

טכניקות אופטימיזציה מתקדמות

מעבר לפקדים הבסיסיים, כמה טכניקות מתקדמות יכולות לדחוף עיוות אפילו נמוך יותר עבור יישומים תובעניים כגון ADC Characterization, אימות ניתוח עיוות, או ייצור אודיו גבוה.

שימוש ב-Intenuators חיצוני

אם מחולל האות שלך מייצר רמת פלט מינימלית כי הוא עדיין גבוה מדי עבור המכשיר שלך תחת הבדיקה, מזרז חיצוני יכול להפחית את הרמה ללא יחס אות-לא-רעש משפיל. אטנוורס גם לעזור על ידי מתן סיום מאולתר ידוע ולהפחית את ההשפעה של הפלט של רצפת הרעש של הגנרטור עצמו.בחר מתאם מדויק עם VSWR נמוך ומספיק טיפול כוח.

איזון Output Configuration

עבור יישומים אודיו ונמוך, באמצעות הפלט המאוזן (אם זמין) יכול להפחית רעש משותף לולאה חד קרקעית התערבות. Balanced פלטים לספק שני אותות מנוגדים-phase כי הסכום בסוף המקבל, ביטול רעש שנאסף לאורך כבל.לוודא כי המכשיר המקבל תומך גם קלט מאוזן.תצורה זו היא סטנדרטית ב אודיו מקצועי ומערכות מדידה גבוהה.

שעון סינכרון וג'ייטר duction

גנרטורים אותות דיגיטליים מסתמכים על שעונים פנימיים כדי לסנתז גלפורים.שעון ג'ייטר מתרגמים ישירות לתוך רעש שלב וטעויות amplitude. עבור העיוות הנמוך ביותר, להשתמש שעון התייחסות חיצוני עם רעש בשלב נמוך יותר מאשר אוסטרטור פנימי. גנרטורים רבים מקבלים קלט הפניה שלב 10 MHz שניתן לסונכרן לפסל או גבישי גבישי בתדר גבוה.

כוח אספקה

ביצועי מחולל אותות מושפעים מהאיכות של אספקת החשמל שלה.רעש קו, קרוע, וטביעות קרקע יכולים להתחבר לאות הפלט. השתמש מסנן קו חשמל או מהפך בידוד כדי להפחית את ההתערבות הנעשית. עבור גנרטורים מתוחזקים סוללות, להבטיח שהסוללה הואשם לחלוטין במצב טוב, כמו סוללה מסוללה מופרעת יכול לגרום לבעיות רגולציה מתח שמובילות לעיוות.

טיפים מעשיים עבור אופטימיזציה

ההליך הבא שלב אחר שלב מספק גישה שיטתית להגדרה של גנרטור האות שלך עבור עיוות מינימלי.זרימת עבודה זו היא החל הן ספסל והן גנרטורים ניידים מיצרנים כגון קי הראייה, Rohde & שוורצ, טקטרוניקס, Siglent, ו-Rirol.

• (FLT:0)Power on and Warm up.FLT:1ua מאפשר גנרטור להגיע לאיזון תרמי, בדרך כלל 15 עד 30 דקות, לפני ביצוע המדידות דיוק.
• (ב) עיין בפרשת [[המאה ה-20]] ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]
• (FLT:0) לאמפליט עם חדר הראש.אנדרופול ( 1 2) התחל עם האמפולדה שנקבעה ל-50% מהתפוקה המקסימלית של הגנרטור.לדוגמה, אם המקסימום הוא 10 Vpp, להגדיר 5 Vpp מאוחר יותר על סמך תצפית אוסמוסקופית.
• (FLT:0) לתדירות בטווח האופטימלי.BuildFLT:1) עבור גנרטורים אודיו, לשמור על תדירות מתחת 20 kHz. עבור גנרטורים RF, להישאר שליש האמצעי של טווח התדר שצוין עבור הביצועים הטובים ביותר THD.
• (ב) ,0) ניתן לסינון פנימי.FLT:1 Turn on theנבנה-in low-pass מסנן להגדיר את תדירות הקיצוץ רק מעל היסוד שלך.זה מסיר הרמוניות מסדר גבוה יותר מבלי להשפיע על האות.
• (FLT:0) ו-Verify עם אוקטילוסקופ.אנדרוסקופ ( 1 2) לחבר את הפלט הגנרטור ל-oscilloscope ולבדוק את הגלפור.חפשו ראשי דירות, שיאים מעוגלים, או כל סימטריה.אלה סימנים של קלפט או לא לינאריות.
• (FLT:0)Measure with a עיוות מנתח.FreaLT:1) עבור ההערכה המדויקת ביותר, לחבר מנתח עיוות ייעודי או ניתוח אודיו.קרא את THD+N (כמעט דיסטורציה הרמונית בתוספת Noise) ערך. Aim לקריאה או מתחת לביצוע THD שצוין.
• (ב) אם יש צורך בעומס:0) , אם יש צורך בכך.הספקון 1 (הדגשה שלך שונה מהתפוק של הגנרטור, השתמש בהפיכת משנה או בפס מנוגד.
• (FLT:0) סינון חיצוני אם צריך.FreaLT:1) עבור יישומים הדורשים ניקיון קיצוני, השתמש בקופה חיצונית או מסנן נמוך-פס.
• (FLT:0) ביצוע ההגדרות.FLT:1hil, לאחר השגת עיוות מינימלי, לשמור את התצורה כמבוא אם הגנרטור תומך בכך.זה מאפשר לך לזכור את ההגדרות המדויקות של המדידות עתידיות.

בדיקות ובדיקת רמות המשמעת

אופטימיזציה אינה שלמה ללא אימות. קיימות שיטות מרובות למדידת עיוות, כל אחת עם כוחות משלה ומגבלותיה.

שימוש ב- Spectrum Analyzer

מנתח ספקטרום מציג את התוכן התדירות של האות.הטון הבסיסי מופיע כפסגה הגבוהה ביותר.פסגות הרמוניות מופיעות במספרים של היסוד.הבדל האמפודי בין היסוד לכל הרמוני, המובע ב dBc, מצביע ישירות על עיוות הרמוני. שיטה זו מאפשרת לך לזהות איזה סדר הרמוני הוא דומיננטי והאם העיוות הוא מ קליפ (נזקים גבוהים או אי-דתיות) או אי-דתיות שנייה (inicide) או אי-ליאניות שנייה).

שימוש ב- Distortion Analyzer

מנתחי עיוות ייעודיים (כגון ערכת אודיו או Keysight 8903A) משתמשים במסנן נוטריון כדי להסיר את היסודות ולאחר מכן למדוד את האנרגיה הנותרים. הם מדווחים THD+N כאחוז. שיטה זו היא מהירה ומספקת דמות אחת של ערך.עם זאת, היא אינה מבחין בין עיוות הרמוני ורעש.עבור ניתוח מקיף, השתמש בספקטרום בניתוח במקביל.

שימוש ב-Ocilloscope עם FFT

רבים מודרני oscilloscopes כוללים FFT (Fast Fourier Transform) הפונקציה. בעוד לא מדויק כמו מנתח ספקטרום, FFT מספק בדיקה חזותית מהירה של ספקטרום התדר של האות. השתמש חלון האן או Blackman ליתר דיוק אמפולד טוב יותר. גישה זו נוחה לאמת כי אופטימיזציה צעדים הם צמצום נזקי חשמל.

שיקולים של Application-Specific

יישומים שונים כופים דרישות שונות על טוהר אות.לתאים את הגישה אופטימיזציה שלך ליישום חוסך זמן ומבטיח את הפרמטרים העיוותים הרלוונטיים ביותר מצטמצם.

בדיקות אודיו

באפליקציות אודיו, THD+N הוא המדד הקריטי ביותר לשימוש גנרטור עם THD+N (נמוך 0.001% עבור ציוד high-end) הגדר את האמפוליד כדי להתאים את רמת התפעול האופיינית של המכשיר תחת בדיקה (למשל, 1 Vrms עבור אודיו ברמה גבוהה הרץ). השתמש בקשר מאוזן להפחתה של גנרטור נמוך של 20 גרם להורדת אודיו נמוך יותר ל- 0 עד 20 דקות.

RF ובדיקת תקשורת

בדיקות RF לעתים קרובות מעדיפות רעש שלב ופלטים מעוררי השראה מעל THD. השתמש גנרטור עם מפרט רעש בשלב נמוך.התאמה מונעת בדיוק ל-50 הוממים. השתמש מסנן חיצוני של רצועת-פס כדי להסיר הרמוניות לפני האות מגיע המכשיר תחת בדיקה.עבור בדיקת אותות חד-טון, בחר שני תדרים שאינם חולקים נזקי-קול משותפים עם השעון הפנימי של הגנרטור.

ADC ו-Data Converter Characterization

(הההגיירים האנלוגיים-דיגיטליים דורשים מקור אות טהור מאוד.העיוות של הגנרטור חייב להיות נמוך משמעותית מהביצועים הצפויים של ADC. השתמש בתפוקה שונה אם ADC מקבל קלטות שונות.הוספת מסנן פס צר כדי להסיר את אותות הרמוניים ורעש פס רחב.חשב באמצעות oscillator חיצוני עם רעש נמוך יותר לדחף ההתייחסות של הגנרטור.

בדיקה וגילויי בטיחות נמוכים ו-Virbration Testing

עבור יישומים מתחת 100 הרץ, כגון בדיקת רטט או תת-האופייזציה, רעש גנרטור בתדרים נמוכים יכול להסוות את האות. השתמש גנרטור עם רעש נמוך 1 / F. ניתן מסנן גבוה כדי להסיר DC מסט ורעש תת-קולי.בדוק כי המגבר של הפלט של הגנרטור אינו פועל ליד גבולות DC שלה.

מסקנה

אופטימיזציה הגדרות גנרטור אותות עבור עיוות מינימלי הוא תהליך רב פנים המשלב ידע בסיסי של סוגים עיוות עם התאמות מעשיות amplitude, תדירות, גלפור, קידוד, סינון, וסינון. על ידי יישום שיטתי של טכניקות אלה, אתה יכול להשיג טוהר אות כי לענות על הדרישות של בדיקות אודיו, RF, הערכה, ADC, ויישומים דיוק אחרים.

(הופנה מהדף , ), פתח בגליון, בחר גל חטא, מאפשר סינון, והתאמה למניעה.לאחר מכן להתקדם למפרצים חיצוניים, פלטים מאוזנים, וסינכרון שעון עבור רמות הביצוע הגבוהות ביותר.התאמת רגילה של הגנרטור שלך מבטיחה כי הגדרות אופטימיזציה אלה לייצר תוצאות עקביות, חוזרות ונשנות.

עם ההגדרה הנכונה וגישה שיטתית, מחולל האות שלך יספק אותות נקיים, נמוכים, המדידות דורשות את המדידות התובעניות ביותר שלך.