전기 공학 프로젝트에 대한 Signal Generator의 기본 이해

신호 발전기는 전기 기술설계에 있는 기초 계기, 시험, 디자인 검증 및 체계 분석을 위해 사용된 정확한 통제한 전기 신호를 제공합니다. 현대 임의파파 발전기에 가장 이른 오디오 진동자에서, 이 장치는 점점 복잡한 회로 및 통신 체계의 요구에 응하기 위하여 진화했습니다. 신호 발전기 기초의 깊은 이해는 회로 발달, 분대 특성화, 또는 체계 통합에 관련된 어떤 엔지니어든지를 위해 근본적입니다.

Signal Generator는 무엇입니까?

신호 발전기는 특정한 빈도, 진폭 및 모양을 가진 전기 파형을 일으키는 전자 장치입니다. 이 파형은 실제 세계 신호를 가장하거나 각종 조건의 밑에 회로의 동작을 확인하기 위하여 알려지는 시험 stimuli를 제공합니다. 신호 발전기의 핵심 기능은 통제한 모수를 가진 청결한, 반복할 수 있는 신호 근원을 제공하기 위한 것입니다, 엔지니어가 전자 체계의 이익, 대역폭, 찡그림 및 소음 특성을 측정할 수 있습니다.

현대 신호 발전기는 종종 직접 디지털 합성 (DDS) 또는 단계 폐쇄 루프 (PLLs)을 사용하여 높은 해상도로 안정적인 주파수를 생성합니다. 출력은 연속 파 (CW) 또는 진폭, 주파수 또는 단계 변화와 같은 정보로 변조 할 수 있습니다. 내부 아키텍처를 이해하는 것은 특정 측정 작업에 적합한 발전기를 선택하는 데 도움이됩니다.

Signal Generators의 유형

기능 발전기

기능 발전기는 다목적 시험 환경에서 사용되는 신호 발전기의 일반적인 유형입니다. 그들은 사인, 광장, 삼각형, 톱토, 펄스를 포함한 표준 파형을 생산합니다. 주파수 범위는 일반적으로 서브 헤르츠에서 메가 헤르츠의 10 년대에 걸쳐 있습니다. 그들은 오디오 테스트, 저주파 필터 특성 및 기본 시계 소스 시뮬레이션에 이상적입니다. 많은 현대 기능 발전기는 내장 된 청소 및 조음 기능을 포함합니다.

RF 신호 발전기

무선 주파수 (RF) 신호 발전기는 MHz에서 GHz 범위에 작동하며 종종 밀리미터 웨이브 스펙트럼으로 확장됩니다. 그들은 무선 통신 테스트, 레이더 개발 및 전자기 호환성 (EMC) 테스트에 필수적입니다. RF 발전기는 정밀한 주파수 및 레벨 제어를 가진 저상 노이즈 신호를 제공합니다. 벡터 신호 발전기, 서브 세트는 LTE, 5G NR 및 Wi-Fi와 같은 표준에 사용되는 모듈 형 파형을 생성 할 수 있습니다.

임의 파형 발전기 (AWGs)

Arbitrary 파형 발전기 (AWGs)는 사용자를 포인트로 사용자 정의 파형 포인트를 정의 할 수 있습니다. 이 유연성은 센서 출력, 글리트체 또는 데이터 패턴과 같은 실제 신호를 유화하는 데 강력한 기능을 만듭니다. AWG는 고속 디지털 테스트, 의료 전자 및 자동차 검증에서 널리 사용됩니다. 그들의 샘플링 속도는 최대 16 비트의 수직 해상도로 GS / s의 10을 초과 할 수 있으며 복잡한 일시적 신호의 재현을 가능하게합니다.

특수 발전기

다른 변종은 펄스 발생기 (디지털 타이밍), 소음 발생기 (테스트 신호 대역 비율) 및 저주파 또는 오디오 발전기를 포함합니다. Rohde & Schwarz 신호 발생기는 다양한 전문 응용 분야에 적용합니다.

Signal Generators의 주요 매개 변수

주파수 영역 및 해결책

주파수 범위는 가장 낮은 및 높은 출력 주파수를 정의합니다. 해상도는 주파수가 조정 될 수 있도록 가장 작은 단계에 나타납니다. DDS 기반 발전기의 경우, 해상도는 microhertz로 미세 할 수 있습니다. RF 발전기는 종종 내부 또는 외부 시간 기지에 참조되는 하위 밴드와 정확도 주파수 범위를 지정합니다.

진폭 및 수평 정확도

Amplitude는 일반적으로 볼트 피크 토크 (Vpp), 볼트 RMS (Vrms) 또는 dBm (RF)에서 지정됩니다. 수평 정확도는 실제 출력 신호가 프로그래밍 된 진폭에 가까운 방법을 설명합니다. 중요한 고려 사항은 주파수와 50 옴 또는 고 임피던스 부하를 구동하는 능력에 평평한을 포함합니다. Keysight의 신호 발전기 개요는 이러한 사양에 대한 자세한 지침을 제공합니다.

파형 품질과 Distortion

총 고조파 왜곡 (THD) 및 비추기 자유로운 동적인 범위 (SFDR)는 생성한 사인 파동의 순수성을 측정합니다. 단계 소음은 레이다와 커뮤니케이션을 위해 단기 빈도 안정성을, 긴축합니다. 정연한 파 발전기는 상승 시간, 가을 시간, 지나치게, 및 지터에 의해 평가됩니다. 수직 해결책 (bits)와 표본 비율을 우선적으로 하는 임의 발전기.

변조 기능

내부 변조 (AM, FM, PM) 및 외부 변조 입력은 신호 발전기를 사용하여 수신기 감도, 필터 응답 및 demodulator 성능을 테스트합니다. 고급 발전기는 QPSK, QAM 및 OFDM과 같은 복잡한 디지털 변조를 지원합니다.

산출 임피던스 및 보호

대부분의 신호 발전기에는 50 옴 산출 임피던스가 있습니다. Mis matching 짐은 반사, 신호 개악 및 잠재적인 손상을 일으킬 수 있습니다. 몇몇 발전기 제안 반전 힘 보호 및 자동적인 산출 무능한 특징.

전기공학분야

회로 설계 및 검증

신호 발전기는 증폭기, 필터, 믹서 및 oscillators로 테스트 신호를 주사하기 위해 사용되며, oscillators는 이득, 대역폭 및 위상 응답을 측정합니다. oscilloscope 또는 스펙트럼 분석기로 출력을 관찰하면서 주파수를 습득하는 것은 회로의 전송 기능을 나타냅니다.

통신 시스템 테스트

무선 설계에서 RF 신호 발생기는 기지국 신호, 간섭 소스 또는 변조 된 데이터 스트림을 시뮬레이션합니다. 그들은 수신기 감도, 차단 및 인접한 채널 거부를 평가하는 데 도움이됩니다. 중재 발전기는 퇴색 프로필 및 다중경쟁 효과를 재조정합니다.

교정 및 Metrology

국가 실험실과 구경측정 집은 voltmeters, 스펙트럼 해석기 및 힘 감지기를 측정하기 위하여 정밀도 신호 발전기를 이용합니다. 이 발전기는 traceable 진폭 및 빈도 기준을 비치해야 합니다.

교육 및 연구

대학 실험실에서, 기능 발전기는 주파수, 진폭 및 파형 종합과 같은 기본 개념에 학생들을 소개합니다. 연구 응용 프로그램은 퀀텀 컴퓨팅 제어 신호를 생성하고 바이오 전자 공학의 신경 스파이크 열차를 유화 할 수 있습니다.

Tektronix Signal generator solution는 다양한 학술 및 산업 용도 사례에 적합한 다양한 장비를 제공합니다.

Signal Generator 선택

테스트 요구 사항 정의

주파수 범위, 파형 유형 및 변조를 결정하여 특정 프로젝트에 필요한. 저비용 기능 발전기는 오디오 필터 테스트를 위해 suffice를 할 수 있지만, 저단계 소음을 가진 고성능 RF 발전기는 레이더 또는 위성 통신에 필요합니다.

소프트웨어 및 연결성 고려

현대 신호 발전기는 원격 제어 및 자동화를 위한 USB, 랜 및 GPIB 공용영역을 포함합니다. MATLAB, Python, 또는 LabVIEW 같이 환경과 소프트웨어 겸용성은 시험 스크립트 발달을 가속합니다. 붙박이 웹 서버 및 SCPI 명령은 자동화한 시험 체계로 쉽게 통합할 수 있습니다.

예산 및 확장성

엔트리 레벨 발전기는 100 달러를 비용이 들지만, 하이 엔드 벡터 신호 발전기는 수천 개의 10을 초과 할 수 있습니다. 미래 요구 사항을 고려하십시오. 더 넓은 대역폭, 더 많은 modulation 형식 또는 더 나은 단계 소음이 필요합니까? 모듈 플랫폼에서 투자하면 비용 효율적인 장기가 될 수 있습니다.