Giriş Giriş Giriş

Signal jeneratörleri modern elektronik testlerin yatakrockunu oluşturur, herhangi bir fiziksel sinyal jeneratörünün çıktısı, özellikle de karmaşık iletişim sistemleri için her şeyi doğrulamak için gerekli olan kesin elektrik uyaranları sağlar.The ideal sinyal jeneratörü çıktısı saf, matematiksel olarak mükemmel bir dalgaformdur.In fact, herhangi bir fiziksel sinyal jeneratörü çıktısı, herhangi bir fiziksel sinyal jeneratörünün çıktısı, talep edilen uygulamalardaki kullanışlılığı sınırlayan hatalarla yüklenir.

Bu iki eser sınıfları arasındaki farkı anlamak, temel nedenleri ve sistem düzeyindeki ölçümler üzerindeki etkileri RF, mikrodalga veya yüksek hızlı dijital sistemlerle çalışan herhangi bir mühendis veya teknisyen için önemlidir. Harmonic deme, temel frekansların tam anlamıyla birden fazla noktasındaki sinyallerin oluşur, bu eserlerden kaynaklanan etkiler, Spurious-Siyonel sinyallerin ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrık, istenmeyen frekans bileşenleridir.Internal saatleme şemaları ile ilişkili değildir.

Bu makale, bu eserlerden sorumlu iç mimarlıkları araştırıyor, harmoniklerin ve fitlerin matematiksel ve fiziksel altlarını ayrıntılar, gerçek dünya uygulamaları üzerindeki pratik etkilerini inceler ve kritik ölçümlerde varlıklarını minimuma indirme stratejileri sunar.

Kök Sebepleri: Signal Jeneratör Architectures ve Imperfections

Belirli tür ve istenmeyen sinyallerin ciddiyetleri doğrudan sinyal jeneratörünün temel mimarisine bağlıdır. Modern jeneratörler genellikle üç ana kategoriye girer: Doğrudan Dijital Synthesis (DDS), faz-Locked Loop (PLL) temelli ve geleneksel analog jeneratörler.

Doğrudan Dijital Synthesis (DDS) ve Quantization Artifacts

DDS jeneratörleri, sinyalin sabitlenme noktasının sabitlenme noktasının oluşturulması ile sınırlı olarak ortaya çıkıyor.DDS jeneratörleri, DAC'nin son derece karmaşık bir şekilde ayarlanmasıyla sınırlı olan bir süre içinde sayısal olarak ayarlanan bir DDS frekansına bağlı olarak, DAC'nin sonlu bir şekilde ayarlandığında, DAC'nin sabitlenme süresine bağlı olarak, DAC'nin sabit olmayan sabit olmayan bir süre ile sabit olmayan bir şekilde ayarlandığında, DAC'nin sabit olmayan sabitlenme süresine bağlı olarak, DAC'nin sabitlenme süresine bağlı olarak, DAC'nin sabitlenme süresine bağlı olarak, DAC'nin sabitlenme süresine bağlı olarak, DDS'nin bir şekilde ayarlanmasıyla ilgili olarak, DDS'nin belirlenmesinde genellikle doğru bir süreceğinden oluşur.

[[0)Analog Cihazları, DDS mimarlıklarının ve sanatifact niceleştirmenin bir yazara teknik bakışını sağlar.[DDD: 1)

Faz-Locked Loop (PLL) Architectures and Referans Spurs

PLL tabanlı jeneratörler, mevcut kaynak veya lavabo gerilimi azaltıcısı ile yüksek frekanslı sinyaller üretir.Dörtücük ve şarj pompası PLL frekansları içindeki bu diskolü frekanslar için ayarlandığında, faz dedektörlerine eşit olarak ayarlandığında, mevcut kaynak veya lavabolar, gerilim kesiciler için yüksek çözünürlükte ayarlanır.Intro-N PLLscillator (VCO)

Analog Signal Jeneratörleri ve Çıktı Amplifier Non-Linearity

Geleneksel analog jeneratörler yüksek çözünürlükte LC veya Wien köprü osilatörleri güvenmektedir.Bu, aşırı düşük frekanslarda olağanüstü düşük aşama gürültüyü ve titiz bir şekilde ücretsiz performans elde edebilirken, talep edilen güç, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir yükselteç noktası sağlar.The output point (P1dB), transfer fonksiyonu yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bir güç sağlar.

Harmonic Distortion: Tahmin edilebilir Foes

Harmonics en iyi düşünülmüş tip determinist bozulmasıdır. Temel frekansın kesin çoklularında ayrı olarak görünür (2*f0, 3*f0, 0,0, vb.) ve doğrudan sinyal nesli yolundaki doğrusal olmayanlıkları ayırt eder.

Harmonics ve Linear Transfer Fonksiyonlarının Matematikleri

Mükemmel bir lineer sistem, girişten doğrudan bir çıkıştır.Bu düz çizgiden gelen herhangi bir sapma, bir güç serisi olarak temsil edilir, *y(t) = a1*x(t) + a2*x2 (t) + a3*x3 (t) + arsa, saf bir sinepol *x(t) = A*ssiyonel-filtrefiltrefilli filtreler, 3 ⁇ , vb.

Bu matematiksel ilişki önemli bir ayrımı vurgulamaktadır: harmoniklerin göreceli seviyesi son derece düşüklüğün üzerinde bağlıdır. Çıktı gücünde 10 dB azaltımı genellikle ikinci harmonik dismede 20 dB iyileştirme (a2 terim) ve 30 dB iyileştirme (a3 terim) Bu öngörülebilir davranış mühendislerin temiz sinyaller elde etmek için güçlü bir araç olarak geri adım atmalarını sağlar.

Total Harmonic Distortion (THD) ve THD+N

THD, temelin gücüne uyum sağlamanın standart ölçümünü oluşturur (örneğin, taşıyıcıya göre) THD+N, sinyal saflığı ve yüksek çözünürlükte daha kapsamlı bir görüntü oluşturabilir.

Bir Spectrum Analizinde Pratik Tanım

harmoniklerin tanımlanması basittir. Sinyal jeneratörünün bir spektrum analizcisi üzerinde geniş bir süpürücüye ayarlandığında.Inkülasyonlar basit olacaktır.Inkülasyonlar, istatistiksel olarak en yüksek seviyede görünürse, 3*f0 ve 4*f0. Hızlı bir kontrol, sinyal jeneratörünün frekansını değiştirmektir. Tüm ayrık zirveler yeni temel frekansın tam tam tam tam tam tam tam tam tam tam anlamıyla iki katın arasında kalırsa, temel olarak değişmez.

Spurious Signals: Tahmin edilemez Interlopers

harmoniklerin aksine, şaşırtıcı sinyaller temele göre basit bir tamsayı takip etmez. Bunlar çok çeşitli iç mekanizmalar tarafından kaynaklanır ve genellikle yüksek hacimli bant genişliği testlerinde ve geniş bant genişliği sistemlerindeki limit faktörüdür.

Spurious Content'ın birincil kaynakları

DDS Truncation Spurs: [DDS Mimarlıkları daha önce belirtildiği gibi, DDS mimarlıkları, faz transkriptine ve DAC ölçümlerine dayanan belirli bir teşvik oluşturur.Bu boruların tam frekansı, yüksek hızda frekansa bağlıdır.

[FONT:0]PLL Referans ve Fractional Spurs:[Dönetici:0) Bunlar, taşıyıcıdan belirli bir dengede ayrık olarak görünebilirler.For tamsa-N PLLs, referanslar arsa (EVM) ve doğrudan hata ve sonuç olarak bozulabilir (EVM).

[FONT=0)Power Supply and Digital Feedthrough:[Dönetici: Modern jeneratörlerde, yüksek hızlı dijital mantık (FPGAs, DSPs) hassas analog çıkış aşamalarla birlikte ortaklar. Yeterli izolasyonda dijital saat sinyalleri ve ses geçişinin analog çıktıya düşmesi gerekir. Bu genellikle iç saatlerin frekanslarında veya güç dönüştürücülerin geçişlerinde ortaya çıkmaktadır.

[FONT:0)Sub-Harmonics ve Intermodulation:[[Döneticiler) Bazı yüksek frekanslı multipliersler milimetreli dalga jeneratörleri alt-harmonikler (örneğin, f0/2) ek olarak, bir jeneratör bir modlu sinyal (bir iki ton testi gibi), amplifiğe sahip olmayan ürünler (IMD) oluşturmaz.

[[GÖRÜ:0)Keysight'ın sinyal nesil temelleri üzerindeki uygulama notu, PLLs'te sıkıcı ve faz gürültülerini yönetmeye yönelik ayrıntılı bir görünüm sağlar.[Dön 1: 1).

Spurious-Free Dynamic Range (SFDR)

SFDR, bir sonraki en büyük şok edici veya harmonik bir anahtarlama için en önemli özelliklerdir. Bu bileşen bir harmonik olabilir, bir DDS a referansı veya DUTCDR'nin temel sinyalin RMS amplitüdünün oranını önemli ölçüde taşıyıcıya ifade eder. A high SFDR (e.g., >80 dBc) jeneratörü kendi başına gösteren bir sinyale sahip olabilir.

Harmonics ve Faz Gürültülerinden Çıkarmak

Bir spektrum analizörü üzerinde, çatlaklar keskin, ayrık zirveler olarak görünürler. harmoniklerden gelen anahtar farklılaştırıcı, temel frekansı takip ederken, taşıyıcı sinyalinin kendisini genişleterek, temel (örneğin PLL diskleri) temel bir şekilde sabit bir frekans dengelemeyi korur veya jeneratörün ayarlanmasının (enerji gürültünün durumundan başka bir şekilde) tespit ettiği gibi bir statik frekansın belirlenmesi.

Sistem-Level Implications: Neden Temiz İşaretler

harmoniklerin ve şaşırtıcı sinyallerin varlığı sadece soyut bir spesifikasyon değildir. Tüm elektronik endüstride yapılan testlerin doğruluğu ve geçerliliği üzerinde doğrudan ve ölçülebilir sonuçlar doğurmaktadır.

ADC ve DAC Test

Bir ADC'nin dinamik performansının belirlenmesi, ADC'nin kendi iç çarpımını en iyi şekilde analiz edilmesidir. Test kaynağının ADC'ye saf bir sine dalgası uygulamak ve çıktı FFT ile analiz etmek gerekir.Herhangi bir harmonik veya mevcut giriş sinyali ADC'nin kendi iç çarpımından daha iyi performans olacaktır.

Kablosuz İletişim Transceiver Testi

Hücre ve kablosuz bağlantı testi (Wi-Fi, Bluetooth), sinyal jeneratörleri temel istasyonu veya interfering sinyalleri taklit etmek için kullanılır.Eğer jeneratör bu maskeyi aştıysa, alıcının 3GPP ve IEEE gibi standartlaştırma vücutlarına göre, bir verici performans standarttır.Test cihazı doğrudan doğrulayıcısı alma işlemine izin verir.If a signal jeneratörü kullandıysa, bu maskeyi test etmek için hassas olur.

[0]Mikro dalgalar101, iki parmaklı iletişim testleri için kritik bir endişe olan intermodülasyon bozulmasında mükemmel bir kaynak sağlar.[Döneticileri 1 )

⁇ ve Filtre Karakterizasyonu

Kompör intermodülasyon ürünlerini karakterize ederken, test iki sinyal jeneratörüne dayanmaktadır. Herhangi bir jeneratöre veya jeneratöre uyum sağlayan ürün, filtreyi izole etmek için imkansız hale getirir, aynı şekilde jeneratörün ikinci harmonik filtrenin şekli faktörü veya stop-band reddedilmesi, geniş bir frekans aralığında temiz olan bir sinyal kaynağı gerektirir. Yüksek harmonik çıktı ile jeneratörü genellikle filtreyi düşünmek için zorunludur.

Optimal Signal için stratejiler

Hiçbir kaynak mükemmel olmasa da, birkaç yerleşik teknik, mühendislerin sinyal jeneratörünün ham özelliklerini aştığının sinyal saflığını elde etmesine izin verir.

Operasyonel Stratejiler: Amplitude Back-Off ve Attenuation

En basit ve en etkili yol, jeneratörü daha düşük bir çıkış gücünde kullanmaktır. Test bir +10 dBm sinyali gerektirir ancak jeneratörü +20 dBm'ye daha yakın hale getirir.Prodüktöre doğrudan +20 dBm'i kurmak ve harici 10 dB'yi attenuatorunu kullanmak, jeneratörün düşük harmonik nesil için optimize edilmiş olması durumunda.

Dış Filtreleme: Mühendisin En İyi Arkadaşı

Dış filtreler ultra temiz bir sinyal elde etmek için en güçlü araçtır. Standart bir sinyal jeneratörü olabilir - 30 dBc harmonik bozulma. jeneratörün çıktısına yerleştirilen basit düşük frekanslı filtre, 2nd ve 3rd harmonikleri 40 dB'den fazla bir sinyalle bastırabilir, uygulamaya bağlı olarak: Filtre seçimine bağlı olarak:

  • [FONT=0) Düşük-Pass Filtreleri:[Dönetici:[Dönetici:0) Alçakgönüllü Filtreler:[Dönetici:[Dönetici:0) Temel filtre keseçinin altında iyi olduğunda harmonikleri bastırmak için ideal.
  • [FONT:0)Band-Pass Filtreleri:[Dönetici: 1) Her iki harmonik ve geniş bantlı gürültüyü dar bant cihazları test ederken reddetmeyi Mükemmel.
  • [FONT=0) Notch Filtreler:[Dönetici:[Dönetici:0) Belirli bir problemli bir düz (örneğin, temelleri etkilemeden bir saat besleyin.

[0]Adım attenuators ve programlanabilir filtre bankaları birçok yüksek uç sinyal jeneratörüne entegre edilir, ancak dış boşluk veya seramik filtreler kritik uygulamalar için en yüksek performans sunar.[Dön 1: 1).

Frekans Planlaması ve Saat Seçimi

DDS ve PLL sistemlerinde, mühendis genellikle ameliyat frekansı veya dahili saat ayarları üzerinde bir seçime sahiptir. jeneratörün şaşırtıcı profilini anlamak akıllı frekansı planlamayı sağlar. Örneğin, DDS jeneratörü, operasyonel grubun dışındaki belirli bir çıkış frekansına sahipse, mühendis test frekansını 5-10 kHz ile değiştirebilir, DUT performansını hala geçerliken.

Gelişmiş Kalibrasyon ve Dijital Pre-Distortion (DPD)

Yüksek uçlu araç genellikle dijital ön-distorasyon veya içsel kalibrasyon şeklinde bir form kullanır. Bu, yüksek hızlı geri bildirim yolunu ve kendi çıkışını ölçmek için sayısal birleştirici kullanır.Daha sonra lineer transfer işlevini ve ön-distortları hesaplar ve daha sonra analog olarak sinyale dönüştürmeden önce dijital dalgaformunu azaltır.Bu, düşük sipariş ayarlamalarını ve hatta bazı deterministik kesintileri azaltır.

[0]Rohde & Schwarz, DPD ve kalibrasyon teknikleri dahil olmak üzere modern sinyal nesli üzerinde kapsamlı eğitim içeriği sunar.[DDÜT:1).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bir mediocre ölçümü ve kesin, yayın kalitesi sonucu arasındaki fark genellikle stimulus sinyalinin saflığına gelir. Harmonics ve şaşırtıcı sinyaller DDS'nin temel mimarilerine dayanan fiziksel sinyal neslinin kaçınılmaz gerçekleridir, PLL ve analog devreler.

Lineer transfer fonksiyonlarının kavramlarını ustalaştırmaya, faz transkriptini, referans teşvik eder ve tekrarlayıcı teknikler, test mühendisi, ekipmanlarından maksimum performans elde etme yeteneği kazanır. ”Bir sinyal jeneratörü için spesifikasyon; SFDR, THD ve bu faz gürültüsü, akıllı frekans planlama ve operasyonel filtrelemeleri uygulamak, sinyal jeneratörü, performanslarını sağlamak için hassas bir araç haline gelir.