+
Mitmesugust

RF raadiosagedussignaali generaator

RF raadiosagedussignaali generaator

Raadiosageduslikud raadiosignaaligeneraatorid on oluline osa katseseadmetest igas piirkonnas, kus tehakse raadiosageduse või mikrolaineahju testimist ja arendamist.

Mikrolaineahi või RF-signaaligeneraator pakub signaaliallikat, mida saab kasutada testitava või arendatava vooluahela töö testimiseks. Erinevalt paljudest muudest katseseadmetest ei tee signaaligeneraator mingeid mõõtmisi, kuid tagab testitavate seadmete muude väljundsignaalide mõõtmiseks õiged katsetingimused teistele katseseadmetele.

Signaaligeneraatori eesmärk on genereerida teadaolevate omadustega signaal: sagedus, amplituud, modulatsioon jms. Seetõttu on võimalik vaadata vooluringi vastust, teades täpselt, kuidas seda on kasutatud.

Sageli kasutatakse raadiosignaaligeneraatorit koos teiste testimisseadmetega nagu ostsilloskoobid, spektraalanalüsaatorid, võimsusmõõturid, sagedusloendurid jms.

RF-signaaligeneraatori tüübid

Raadiosagedussignaali generaatoreid on võimalik kavandada mitmel viisil. Ka aastate jooksul elektroonikaskeemides tehtud arengute abil on välja arenenud erinevad tehnikad.

Saadavate katsevahendite võimalused on viimastel aastatel märkimisväärselt arenenud, kuid põhimõisted jäävad samaks.

Võib öelda, et saab kasutada kahte signaaligeneraatori vormi:

  • Vabalt töötavad raadiosignaaligeneraatorid: Neid raadiosagedusgeneraatoreid kasutatakse tänapäeval harva, kuna nende sagedus kipub triivima. Mõnikord kasutasid odavad lihtsad signaaligeneraatorid ühte või kahte transistorit ja nende jõudlus oli väga lihtne ning nende hind oli paljudele katsetajatele taskukohane. Neid väga elementaarseid raadiosignaaligeneraatoreid nähakse tänapäeval harva.

    Siiski on valmistatud kõrgekvaliteedilisi vabalt töötavaid raadiosagedusgeneraatoreid ja nende eeliseks on see, et genereeritud signaal on väga puhas ja sellel puudub põhisignaali mõlemal pool faasimüra, mis esineb mõnes muus raadiosagedussignaali generaatoris.

    Mõned signaaligeneraatorid kasutasid sagedusega lukustatud ahela vormi, et pakkuda teatud sageduse stabiilsust, säilitades siiski faasimüra väga madalad tasemed. Jällegi pole need tänapäeval tavalised, sest sagedussüntesaatori tehnoloogiat kasutavate RF-signaaligeneraatorite töö on märkimisväärselt paranenud.

  • Sünteesitud raadiosagedussignaali generaatorid: Praktiliselt kõik tänapäeval kasutatavad raadiosagedussignaaligeneraatorid kasutavad sagedussüntesaatori tehnoloogiat. Selle tehnika kasutamine võimaldab sisestada sagedusi otse klaviatuurilt või kaugjuhtimispuldi kaudu ning samuti saab väljundsignaali väga täpselt määrata. Täpsus sõltub kas sisemisest võrdlusoskillaatorist, mille täpsus võib olla väga kõrge, või signaali saab lukustada välisele sagedusreferentsile, mis võib olla ülitäpne.

    Sünteesitud raadiosignaaligeneraatorites kasutatakse kahte peamist tehnikat:

    • Faasilukustatud süntesaator: Faasilukustatud kontuuriga süntesaatoreid kasutatakse enamikus raadiosignaaligeneraatorites, kuna need võimaldavad signaale genereerida laias sagedusvahemikus ja suhteliselt madalate valesignaalidega. Faasilukustatud süntesaatori tehnoloogia on hästi arenenud ja võimaldab nende abil toota suure jõudlusega RF-signaaligeneraatoreid.
    • Otsene digitaalne süntesaator, DDS: Raadiosignaaligeneraatorites võib kasutada otsese digitaalse sünteesi tehnikaid. Need võimaldavad suhteliselt hõlpsalt saavutada väga peeneid sageduse samme. DDS-i maksimaalne piir on aga tavaliselt palju madalam kui signaaligeneraatori jaoks nõutavad ülemised sagedused, nii et neid kasutatakse koos faasilukustatud silmustega, et anda vajalik sagedusala.

Sõltumata kasutatud ostsillaatori tüübist on stabiilsus, juhtimine, täpsus ja ka faasimüra võtmeküsimused. Paljude tänaste testimisseadmete nõuete jaoks tähendab sagedussüntesaatorite kasutamine seda, et stabiilsus, juhitavus ja täpsus on väga head. Kuid faasimüra võib mõnes rakenduses probleemiks olla.

RF signaaligeneraatori töö

Üldise mikrolaineahju või raadiosignaaligeneraatori töö mõistmiseks on kasulik mõista, mis on lisatud põhiploki skeemi järgi.

Kaasaegses raadiosignaaligeneraatoris on mitu suurt vooluahelat või sektsiooni:

  • Ostsillaator: RF-signaaligeneraatori kõige olulisem plokk on ostsillaator ise. See võib olla mis tahes tüüpi ostsillaator, kuid tänapäeval moodustub see peaaegu kindlasti sagedussüntesaatorist. See ostsillaator võtaks kontrollerilt käsud ja oleks seatud vajalikule sagedusele.
  • Võimendi: Ostsillaatori väljund vajab võimendamist. See saavutatakse spetsiaalse võimendusmooduli abil. See võimendab signaali, tavaliselt fikseeritud tasemeni. Selle ümber oleks silmus, et väljundtase püsiks täpselt kõigil sagedustel ja temperatuuridel. Seda tsüklit kontrollitakse hoolikalt, kuna sellest sõltub lõpliku väljundi täpsus.
  • Summutaja: Signaaligeneraatori väljundile asetatakse summutaja. See aitab tagada allika täpse impedantsi säilimist ja võimaldab generaatori taset väga täpselt reguleerida. Eelkõige on suhtelised võimsustasemed, st ühelt tasemelt teisele üleminekul, väga täpsed ja tähistavad summutaja täpsust. Väärib märkimist, et väljundi impedants on vähem täpselt määratletud kõige kõrgemate signaalitasemete korral, kui sumbumine on väiksem. Tase võib sageli olla vahemikus 0,1dB.
  • Kontroll: Täiustatud protsessoreid kasutatakse selleks, et tagada raadiosageduse ja mikrolaineahju signaaligeneraatori hõlpsasti juhitavus ning ka kaugjuhtimispuldi käskude vastuvõtmine. Protsessor kontrollib testimisseadme töö kõiki aspekte. Suur ekraan ja juhtnupud on olemas ka paljudes kaasaegsetes signaaligeneraatorites.

RF-signaali generaatori funktsioonid

Mikrolaineahjud ja raadiosignaaligeneraatorid suudavad tänapäeval pakkuda palju erinevaid funktsioone ja võimalusi. Nende hulka kuuluvad mõned, mida on üksikasjalikult kirjeldatud allpool:

  • Sagedusvahemik: Loomulikult on RF-signaaligeneraatori sagedusala esmatähtis. See peab suutma katta kõik sagedused, mis tõenäoliselt vajavad genereerimist. Näiteks vastuvõtja testimisel seadmes, olgu see siis mobiiltelefon või mõni muu raadiovastuvõtja, peab olema võimalik kontrollida mitte ainult töösagedust, vaid ka muid sagedusi, kus probleemid nagu pildi tagasilükkamine jne.
  • Väljundi tase: RF- ja mikrolainesignaali generaatori väljundivahemikku kontrollitakse tavaliselt suhteliselt suure täpsusega. Katseseadme enda väljund hoitakse konstantsel tasemel ja lastakse seejärel läbi kõrgekvaliteedilise muutuva summuti. Need on tavaliselt suurema täpsuse tagamiseks lülitid. Vahemikku piirab tavaliselt ülemisest otsast RF-signaaligeneraatori viimane võimendi. Tüüpiline väljundvahemik võib olla vahemikus -127 dBm kuni +7 dBm 0,1 dB kaupa.
  • Modulatsioon: Mõnes RF- või mikrolainesignaali generaatoris on sisseehitatud ostsillaatorid, mis võimaldavad väljundsignaalile modulatsiooni rakendada. Ka teistel on võimalus rakendada modulatsiooni välisest allikast. Erinevate signaaligeneraatorite võimalused erinevad märkimisväärselt, kuid tipptasemel testimisinstrumendid pakuvad väga kõrget võimekust.

    Näiteks kui selliste rakenduste nagu mobiilside modulatsioonivormingud muutuvad keerukamaks, on RF-signaaligeneraatorite võimalused pidanud muutuma paindlikumaks, mõned võimaldavad keerukaid modulatsioonivorminguid nagu QPSK, QAM jms. Keerulisi modulatsioonivorminguid toetavaid signaaligeneraatoreid nimetatakse sageli vektorsignaali generaatoriteks.

  • Kontroll: Tänapäeval on RF- ja mikrolainesignaaligeneraatorite juhtimiseks palju võimalusi. Kuigi neil on tavaliselt traditsioonilised esipaneeli juhtnupud, on ka kaugjuhtimiseks palju võimalusi. Enamik labori katsestendi seadmeid on varustatud GPIB-ga, kuid sellised valikud nagu RS-232 ja Ethernet / LXI.

    Rack-tehnoloogiad, millest PXI / PXI Express on enim kasutatav, on veel üks võimalus. PXI põhineb PCI-siinil, kuid on spetsiaalselt kohandatud katsevahendite jaoks. Süsteem on standardiseeritud ja paljud tootjad turustavad PXI testimisseadmeid. Saadaval on palju PXI-põhiseid raadiosignaaligeneraatoreid.

    Kuna USB-vormingus on saadaval palju selliseid elemente nagu ostsilloskoobid ja spektraalanalüsaatorid, kehtib sama ka USB-signaaligeneraatorite kohta. Praegu pole neid väga erinevaid. Tavaliselt pakuvad USB-testimisinstrumendid testimisseadmete põhifunktsionaalsust, kuid nende toiteallikas on USB-liides ja inimese / masina liidese loomiseks kasutatakse ka seotud arvuti töötlemisvõimsust. See lähenemine vähendab instrumendi maksumust märkimisväärselt. Kuigi paljud USB-testimisinstrumendid on väga head - näiteks on turul mõned suurepärased USB-ostsilloskoobid, kuid vajaliku kvaliteediga katsevahendi saamiseks tuleb olla ettevaatlik.

  • Pühkima: Mõne signaaligeneraatori rakenduse jaoks on vaja osata pühkida RF-signaaligeneraatori sagedust. Kui see võimalus on vajalik, on vaja kontrollida nende katsevahendite spetsifikatsioone, mida peetakse mitte kõigiks raadiosignaaligeneraatoriteks, kuigi sellist võimalust võib programmeerida järk-järgult väljundi sageduse suurendamine. võib piisata.

Mikrolaineahju ja raadiosignaaligeneraatoreid kasutatakse laialdaselt igasugustes raadioseadmetega tegelevates katselaborites - neid testimisinstrumente saab kasutada kõigeks, alates mobiilsidevahendist kuni sideseadmeteni, ringhäälingu saatjate ja vastuvõtjateni, traadita toodete hulka, sealhulgas Bluetooth, Wi-Fi ja paljude muude standarditeni . Kui RF- ja mikrolainesignaale kasutab veel palju üksusi, siis RF-signaaligeneraatorite kasutamine ainult suureneb.

Neid testimisinstrumente on saadaval suurel hulgal erinevatelt tootjatelt ja tarnijatelt ning erinevad raadiosignaaligeneraatorid erinevad pakutavate spetsifikatsioonide ja võimaluste poolest märkimisväärselt. Kulud võivad märkimisväärselt erineda - madala hinnaga raadiosagedusgeneraatorid võivad olla saadaval alates umbes 100 dollarist kuni tipptasemel generaatoriteni, mis maksavad üle 50 000 dollari. Arvestades nende testimisinstrumentide kulusid, on võimalik neid osta uued või teise kasutaja test seadmed.


Vaata videot: How To Dramatically Improve Your AM Radio Reception With Homemade Wire Antenna (Märts 2021).