Як отримати додаткову сигнальну систему з генераторами сучасних сигналів

Вступ: Критична роль контролю за рівнем підпису

Сучасні генератори сигналів служать незамінними інструментами для тестування електронних пристроїв, дослідницьких лабораторій та виробничих середовищ. Уміння встановити та підтримувати точний рівень напруги або потужності -часто називають управління рівнем сигналу - напрямо визначає термін вимірювання, безпеку компонентів та повторюваність тесту. Як стандарти зв'язку посилаються та збільшують чутливість пристрою, інженери повинні спиратися на генератори, які забезпечують рівні в рамках дробів децибела для кожного тестового стану. Цей розширений посібник охоплює принципи, апаратні функції, передові технології та операційні найкращі практики, які дозволяють точно контролювати рівень сигналу з сучасними інструментами.

Основи контролю рівня сигналу

Визначення параметрів ключа

Контроль рівня сигналу включає в себе встановлення виходу амплітуди - відпресовано як напруга (Vp-p, VRMS), потужність (dBm, dBV), або іноді як польова міцність. Точність передбачає, що фактичний вихід залишається в межах зазначеної толерантності запрограмованого значення, навіть як частота, температура, і зміна навантаження. Сучасні генератори зазвичай вказують точність рівня як ±0.2 dB до ±1 dB, з більш високими інструментами досягнення <±0.05 dB над обмеженими діапазонами частот.

Чому точні речовини

Неточні рівні сигналу пропагують на кожен вимір потоку. Для тестування чутливості ресивера можна змінити вимірювання шуму на 12% у потужності. У характеризації ADC, недостатній контроль рівня призводить до неправильного сигналу-до шумоізоляції (SINAD) результати. Аналізи відповідності EMC вимагають точного поля, щоб уникнути надмірно- або під-випробування. Навіть при доброякісних бенчових експериментах, низький рівень управління відходами, що виникають у часі усунення несправностей і ерозів впевненості у даних.

Основні характеристики, що включають точність в сучасних генераторах

Цифрові атетентуатори

Цифрові ступінчасті атетентиометри замінюють старші механічні тентиометри з твердотільні або PIN-диодними перемикачами, які забезпечують фіксовані кроки ослаблення, як правило, 0,1 дБ, 0,5 дБ, або 1 дБ. Поєднуються з грубим механічним осаджувачем, тонким цифровим атетенуатором пропонує високу роздільну здатність над широким динамічним діапазоном (наприклад, -140 дБм до +20 дБм). Ретропроникність цифрових осетен усуває гістерез і зносні питання аналогових аналогів. Сучасні інструменти об'єднують кілька осетенят і використовують калібрувальні дані для компенсування частоти залежного атенції, що забезпечують забезпечення рівня операційного струму, що забезпечують плоского струму.

Авто-калібрація та самозабезпечення

Автокальібрація рутин, виконаних на приладовій потужності або на вимогу, вимірюють внутрішні посилання (наприклад, прецизійну довідку про діод або термопара) і застосовуються корекційні фактори до вихідної схеми. Цей процес компенсує за компонентний дрейф через вік, температуру і вологість. Деякі генератори виконують безперервне балансування фону, оновлення коефіцієнтів набрати і відключення кожні кілька секунд без переривання сигналу користувача. Самостійні рутини також перевіряють цілісність атенюатора і виявляють несправності, перш ніж вони впливають на вимірювання.

Моніторинг та рівень реального часу

Вбудовані лічильники потужності -часто використовують діодні детектори або арматури - закріплює фактичний вихід на вихідний порт приладів. Схема замкненого рівня порівнює вимірювану потужність до встановленої точки і регулює загартування або отримання в режимі реального часу. Особливо важливо на високих частотах, де значно значна кількість втрат кабелю і роз'ємів. Розширені генератори забезпечують режими рівня користувача: відкриті-блоки для швидкого перемикання, закритого типу для високої точності, і «рівний» режим, який компенсує зовнішні атенулятори або кабелі, якщо правильно характеризується.

Інтерфейси дистанційного керування та автоматизації

Контроль рівня передумови часто виконується в автоматизованих системах тестування. Стандартні інтерфейси — USB, Ethernet, GPIB (IEEE-488), і LXI—розрядне програмне забезпечення для встановлення амплітуди з повним прецизією за допомогою команд SCPI. Генератори сигналу та генератори довільної хвилі (AWGs) приймають команди рівня з роздільною здатністю до 0.001 dB на автобусі. Автоматизація також дозволяє запускати функції, які крокові рівні при каліброваних підривах, критичні для отримання компресійних випробувань і підсилювачів лінійності характеризації.

Додаткові методи контролю рівня

Використання вбудованих рівнянь Loops

При використанні зовнішніх підсилювачів або осаджувачів, внутрішня петля вирівнюючого генератора може бути розширена за допомогою визначення зовнішнього шляху і зберігання даних корекції. Більш сучасні генератори дозволяють користувачам визначити «обличість користувачів», таблиці, які регулюють внутрішню точку на основі частоти для досягнення цільового рівня на визначеній площині. Ця методика регулюється для втрати кабелю, роз'єм невідповідності і реагування компонентів без додавання зовнішнього вимірювання обладнання. Оператори повинні регулярно оновлювати ці виправлення при зміні тестових настройок.

Створення користувальницьких таблиць калібрування

Для критичних додатків, де навіть кращий заводський калібрування є недостатньо, користувачі можуть виконувати слідове калібрування всієї тестової доріжки - включаючи кабелі, адаптери та зовнішні загарбники, що мають еталонний лічильник або аналізатор спектра. Отримані дані зміщення (амплітуда проти частоти) можна навантажувати в багато генераторів сигналу як таблиця калібрування користувача. Цей підхід досягає точності кінцевого рівня на замовлення 0,1 дБ або краще, за умови, що сам довідник калібрований. Запис заявки на рівень сигналу генератора забезпечує докладну методику для цієї техніки.

Адреса для невідповідності та нетримання мітки

Будь-який невідповідність між вихідним генератором (типово 50 Ом) і пристроєм під час тесту (DUT) викликає відображення, яка змінює поставлену потужність. Отримана невідповідність є часто найбільшим внеском до загальної невизначеності рівня в системах РФ. Щоб пом'якшити це, інженери можуть використовуватися:

Технічна стаття від Microwave Journal пояснює, як розрахувати і мінімізувати невизначеність невідповідності невідповідності в практиці.

Розгляд та розшук

Контроль рівня передумови стає безглуздим, якщо якість сигналу деградується шумом підлоги, гармонічним спотворенням або способливим змістом. На дуже низьких рівнях виведення (наприклад, -100 дБм), власний фази шуму і широкосмуговий шум може переважати. Розширені генератори використовують низько шумні мультиплери, чисті джерела живлення, і вузькі смуги фільтрують для збереження чистоти сигналу. Для висотних виходів, другий і третій гармонічний рівень повинні бути керовані, щоб уникнути насичує DUT або введення міжмодуляційних продуктів. Інструменти з режимом «високої чистоти» значно зменшують вихідну потужність, але різко покращують точного рівня - варто збільшити точність торгівлі - при цьому напрямку - варто.

Кращі практики для послідовних результатів

Графік роботи та стандарти

Дотримуйтесь рекомендованого інтервалу калібрування виробника, як правило, один рік, але розглянути більш частий калібрування для критичних додатків. Використовуйте акредитовані калібрувальні лабораторії, які забезпечують простеження національних стандартів (НІС, ПТБ і т.д.). Тримайте облік калібрування та відмітку будь-яких відхилень з часом. Деякі генератори пропонують «обґрунтування» сигналізацію, яка може бути встановлена користувачем. Для в будинку перевіряються, розглянемо придбання портативного лічильника потужності та джерела довідки, щоб виконати впевненість перевірки між повними калібруваннями.

Кабель та вибір роз'єму

Кожен кабель і роз'єм додає втрату, і втрата змінюється з частотою, температурою і радіусом вигину кабелю. Використовуйте фази-стабіль, низько-лосисті кабелі для радіопрограм. Уникайте використання адаптерів, якщо абсолютно необхідно; кожен адаптер вводить додаткову невизначеність невідповідності. Для точного контролю рівня, визначаємо площину тестового порту і використовує жорсткий тест-кабель, який залишається незбуреним під час тестування. Tektronix забезпечує керівництво по вибору кабелю для точності сигналу генератора в його прикладі за точність рівня.

Умови використання

Температурні зміни впливають на внутрішні етапи отримання та точність детектора. Дозволяють, що генератор сигналу для прогрівання часу, зазначених в інструкції, - від 30 хвилин або до моменту стабілізації внутрішньої температури. Виконувати критичні вимірювання в контрольованій лабораторній середовищі з мінімальними протяжками або джерелами тепла. Гумність також впливає на резидивні компоненти та інтерфейси роз'ємів; зберігати плиту в межах встановленого приладу діапазону (типово 20% до 80% неконденсації).

Документація та повторення

Для автоматизованих тестів, зберігайте повну настройку інструментів — включаючи таблиці калібрування рівня, налаштування атенюатора та налаштування рівняного типу — у збереженому державному файлі. Використовуйте послідовні конвенції та контроль версій. При несправності, можливість згадати про відоме налаштування виключає змінне полювання. Також документуйте будь-які зовнішні кабелі, адаптери та дані їх характеризації, щоб інші інженери можуть відтворювати тестові місяці або роки пізніше.

Висновок

Сучасні генератори сигналів змішують цифрові осаджувачі, автоматизоване калібрування, зворотний зв'язок і гнучкі віддалені інтерфейси, щоб запропонувати контроль рівня, який колись був доменом виділеного метрологічного обладнання. З розумінням основних принципів - розуміння відповідності до вимог, калібрування, а роль контрольних петель - бензини можуть валідувати ці функції для досягнення точності під0.1 dB у виробництві та лабораторних умовах. Консистентне застосування кращих практик, таких як правильно прогрівання, кабельне визначення, і регулярне калібрування забезпечує, що можливість інструменту перекладається в довірчі вимірювання. Як тестові вимоги продовжують підштовхувати межі точності, основуючи можливості контролю рівня RF-вимірювальних випробувань, кожен тестів, що залишається професійним електронним генератором.