Signálové generátory sú jedným z hlavných nástrojov určených na údržbu, opravy, merania a výskum v rôznych oblastiach vedy, priemyslu a komunikácií. V posledných rokoch došlo k veľkým zmenám v prístupe k funkčnosti generátorov signálov. Ak sa pred desiatimi rokmi dali generátory rozdeliť do takých skupín, ako sú syntetizátory, generátory šumu, generátory sínusových signálov, generátory impulzov, generátory komplexných signálov, RF generátory, teraz, v dôsledku rýchleho rastu digitálnej a mikroprocesorovej technológie, rozvoj softvérových technológií bolo možné vytvoriť novú triedu generátorov, ktorá by kombinovala všetky predtým existujúce typy generátorov. Ide o multifunkčné generátory signálov so schopnosťou generovať signály zložitých a ľubovoľných tvarov. Tieto generátory umožňujú generovať nielen takzvané „štandardné tvary signálov“ (sínusový, pravouhlý, pre ktoré predtým existovali samostatné typy generátorov), ale aj „štandardné tvary signálov“, ktoré v poslednej dobe zahŕňajú signály trojuholníkové, pílovité. , tvary impulzov, šumový signál a exponenciálny, logaritmický, sin(x)/x, kardioformné signály, signál konštantného napätia. Moderné multifunkčné generátory, skonštruované na báze digitálnych technológií, majú v porovnaní so svojimi analógovými predchodcami jedinečnú diskrétnosť zmeny frekvencie - až 1 μHz, vynikajúcu stabilitu a chybu nastavenia frekvencie - až 1 × 10 -6 a nízku úroveň harmonické zložky pre sínusový signál. Požiadavky na generátory signálov od spotrebiteľov sú neustále prísnejšie v smere rozširovania frekvenčného rozsahu, zvyšovania počtu generovaných foriem, vrátane schopnosti simulovať ľubovoľné tvary vĺn, rozširovania typov modulácií vrátane digitálnych typov modulácií a ďalších pomocných schopností. .

Jedným z týchto moderných generátorov signálu je generátor signálu špeciálneho tvaru AKIP-3402 (pozri obr. 1).

Princíp činnosti generátora je založený na technológii priamej syntézy (DDS). Tento princíp spočíva v tom, že digitálne dáta, predstavujúce digitálny ekvivalent signálu požadovaného tvaru, sa postupne čítajú z pamäte signálu a privádzajú na vstup digitálno-analógového prevodníka (DAC). DAC je taktovaný pri vzorkovacej frekvencii oscilátora 125 MHz a vytvára sekvenciu napäťových krokov, ktoré sa približujú požadovanému tvaru vlny. Napäťový krok je potom vyhladený dolnopriepustným filtrom (LPF), čo vedie k obnoveniu konečného tvaru vlny (pozri obrázok 2). Použitie vzorkovacej frekvencie 125 MHz umožňuje generátoru AKIP-3402 generovať sínusový signál s frekvenciou až 50 MHz.

Generátor AKIP-3402 je rozšírením radu generátorov GSS-05....GSS-120 a z hľadiska sady parametrov sa dá generátor signálu špeciálneho tvaru AKIP-3402 postaviť na roveň takýmto generátorom. ako 33210, 33220 a 33250 od Agilent Technologies alebo AFG3011 a AFG3021B od Tektronix (a v niektorých parametroch je generátor AKIP-3402 porovnateľný s generátorom AFG3101 od Tektronix).

Dĺžka internej pamäte a vertikálne rozlíšenie ADC.

Niektoré z najdôležitejších parametrov špeciálnych generátorov priebehov sú okrem vzorkovacej frekvencie, ktorá určuje maximálnu výstupnú frekvenciu, aj dĺžka vnútornej pamäte a vertikálne rozlíšenie ADC. Ak sa vrátime k vyššie uvedenému princípu priamej syntézy a ako príklad vezmeme generovanie sínusového tvaru vlny, možno tvrdiť, že vertikálne rozlíšenie ovplyvňuje výšku napäťového kroku a dĺžka vnútornej pamäte ovplyvňuje dĺžku napätia. krok. A čím vyššie je rozlíšenie generátora ADC a čím dlhšia je pamäť, tým menšia bude veľkosť tohto kroku. A v dôsledku toho bude mať výstupný signál nižšiu úroveň harmonických zložiek pre sínusový signál. Pri generovaní signálov zložitých a ľubovoľných tvarov umožňuje vyššie rozlíšenie ADC a dlhá vnútorná pamäť generovanie komplexnejšieho a „zložitejšieho“ signálu. Pre názornosť sú na obrázku 3 zobrazené oscilogramy sínusového signálu s nízkym rozlíšením ADC a dĺžkou pamäte (vľavo), ako aj s veľkou hodnotou týchto parametrov (vpravo).

Generátor AKIP-3402 má dĺžku pamäte až 256 000 bodov. Napríklad generátor Agilent Technologies 33250 má dĺžku pamäte 64 000 bodov a generátory série Tektronix AFG majú dĺžku pamäte 128 000 bodov.

Používateľské rozhranie, ovládanie generátora a zobrazenie režimu.

Generátor AKIP-3402 má veľmi pohodlné a intuitívne užívateľské rozhranie. Generátor je riadený tromi hlavnými skupinami ovládacích prvkov. Skupina 1 – tlačidlá pre výber základných foriem signálov a prevádzkových režimov. Skupina 2 – pole digitálneho vytáčania pre zadávanie parametrov. Skupina 3 – otočný ovládač a dve pohybové tlačidlá (vľavo/vpravo).

• Skupina 1 tlačidiel vám umožňuje rýchlo vybrať základné tvary signálu, modulácie a režimy tvorby paketov a vstúpiť do servisného menu. Táto skupina tlačidiel pre už definované tvary signálov vám tiež umožňuje vybrať a zmeniť hlavné parametre zvoleného signálu. Napríklad prepínanie medzi frekvenciou a periódou signálu; pre impulzný signál - vyberte trvanie impulzu alebo pracovný cyklus; Ak chcete nastaviť amplitúdu signálu, vyberte strednú odmocninu (Vrms), špičkovú hodnotu (Vp-p) alebo úroveň v jednotkách relatívneho výkonu (dBm).
• Skupina 2 tlačidiel je určená na zadávanie číselných údajov o hodnotách parametrov frekvencie (perióda, trvanie), amplitúdy, konštantného posunu, modulácie alebo rozmietania. Jednotky rozmerov po zadaní údajov sa zadávajú skupinou tlačidiel 1. Tento spôsob zadávania údajov je veľmi vhodný na priame nastavenie hodnôt parametrov signálu alebo ich zmenu na nenásobné hodnoty. Napríklad, ak je pôvodná výstupná frekvencia 23,567 kHz a chcete ju zmeniť na frekvenciu 47,8309 kHz, je najvhodnejšie použiť priamy digitálny vstup.
• Skupina 3 ovládacích prvkov je navrhnutá tak, aby plynulo menila špecifikované parametre vo vybranej kategórii. Napríklad, ak pri počiatočnej hodnote frekvencie výstupného signálu 23,567 kHz je potrebné plynulo upraviť frekvenciu s rozlíšením 1 Hz, potom je nepochybne racionálnejšie to urobiť s rotačným regulátorom.

Je zrejmé, že v prípade potreby má používateľ „po ruke“ množstvo vlastných nastavení a zakaždým prekonfigurovať generátor nie je príliš pohodlné. Na vyriešenie tohto problému má generátor AKIP-3402 možnosť uložiť do internej pamäte až 4 profily nastavení ovládania. Zároveň je možné každému profilu priradiť vlastné meno pomocou latinských písmen a číslic, napríklad „PRIST 1“. Okrem 4 hlavných nastavení je možné uložiť ešte jedno – 5. profil, ktorý vyvoláva výrobné nastavenia generátora (štandardne).

Grafický maticový displej generátora AKIP-3402 je určený nielen na zobrazenie číselných hodnôt parametrov výstupného signálu, ale je možné ho prepnúť aj do režimu „Grafika“. V grafickom režime sa na displeji zobrazujú zjednodušené ikony výstupných signálov s nastavenými alebo limitnými parametrami v závislosti od typu zvoleného signálu. Pri generovaní modulovaného signálu sa na grafickom displeji zobrazujú všetky kontextové informácie o signáli, vrátane parametrov modulačných a modulovaných kmitov.

Možnosť správnej prevádzky na záťažiach s rôznymi menovitými hodnotami.

Nízkofrekvenčné generátory podľa tradície pracujú so záťažou s odporom 600 ohmov, ktorý je akceptovaný ako štandard pre akustické merania. Vysokofrekvenčné generátory pracujú pri zaťažení 50 Ohmov. Pre televízne zariadenie sa ako prispôsobená záťaž akceptuje odpor 75 ohmov. Okrem toho sú v telekomunikáciách široko používané cesty s odporom 25 Ohmov a 135 Ohmov. Pretože väčšina moderných, ale jednoduchých generátorov špeciálnych priebehov je navrhnutá tak, aby fungovala len do 50 ohmovej záťaže. Niektoré generátory, napríklad GSS-05... GSS-120, sú navrhnuté tak, aby fungovali pri zaťažení 50 Ohmov a pracovali pri vysokoodporovom zaťažení 1 MOhm. Je zrejmé, že teoreticky majú generátory schopnosť pracovať pri takmer akomkoľvek zaťažení (prirodzene by sa nemal prekročiť povolený výstupný výkon), ale správny vzťah medzi zobrazenou úrovňou na indikátore generátora a skutočnou hodnotou napätia pri zaťažení inom ako 50 Ohmy nebudú zabezpečené. Vysvetlenie tohto „fenoménu“ je uvedené nižšie. Obrázok 4 zobrazuje schému úplného obvodu generátora signálu s pripojenou externou záťažou 50 ohmov.

Toto je prispôsobený režim a ako vidíte, indikované napätie na displeji generátora je 2-krát menšie ako napätie na externej záťaži. Táto hodnota napätia sa automaticky vypočíta, keď je indikovaná výstupná úroveň generátora.

Vzorec pre napätie na externom zaťažení berúc do úvahy odpor tohto zaťaženia má tvar:

Obrázok 5 teda ukazuje príklad pripojenia generátora k vysokoodporovej záťaži 1 MOhm (napríklad vstup univerzálneho voltmetra alebo vstup 1 MOhm osciloskopu).

Je zrejmé, že v tomto prípade, ak nie je prepočítaná amplitúda výstupného signálu, úroveň signálu zobrazená na indikátore generátora bude 2-krát menšia ako úroveň signálu nameraná pri záťaži 1 MOhm. Pri externej záťaži v rozsahu od 50 Ohm do 1 MOhm, v závislosti od hodnoty záťaže, sa hodnoty indikátora úrovne generátora budú líšiť od skutočnej hodnoty pri záťaži o 0 až 100 % vyššie. A naopak - pri zaťažení menšom ako 50 Ohmov bude úroveň na indikátore generátora vyššia, ako v skutočnosti je.

Aby sa eliminovala táto nevýhoda generátora AKIP-3402, užívateľ má možnosť nastaviť externú záťaž v rozsahu od 1 Ohm do 10 kOhm alebo zvoliť pevnú hodnotu záťaže 1 MOhm.

Netreba však zabúdať, že všetko uvedené je určené len na správny prepočet úrovne výstupného signálu, nie však na zmenu skutočnej impedancie generátora signálu. Hodnota prispôsobenej záťaže je vždy 50 Ohmov, pre ktorú sú normalizované všetky výstupné parametre generátora - chyba v nastavení referenčnej úrovne, nerovnomerná frekvenčná odozva, čas nábehu impulzného signálu, špičkové rázy a ďalšie parametre.

Generovanie ľubovoľného tvaru vlny (AFS).

Schopnosť generátorov ľubovoľných tvarov vĺn reprodukovať zložité a ľubovoľné tvary vĺn dáva užívateľovi veľmi široké možnosti. Generátor AKIP-3402 nemá manuálny režim na generovanie ľubovoľných priebehov (pomocou ovládacích prvkov na prednom paneli), pretože tento spôsob generovania výstupného signálu je pre používateľa veľmi náročný na prácu a „bolestivý“ vzhľadom na to, že dĺžka interná pamäť generátora je pomerne veľká a umožňuje vám vytvárať dlhodobé balíky. Generovanie ľubovoľného tvaru vlny je možné len pomocou priloženého softvéru Wavepatt.

Softvér sa ľahko používa, má pohodlnú konfiguráciu menu, jasné používateľské rozhranie a umožňuje generovať signály rôznymi spôsobmi:

1. Tvorba štandardných formulárov a ich modifikácie. Na stolnom softvéri Mávaťpatt Existuje súbor tvarov signálov, ako sú sínusový, obdĺžnikový, trojuholníkový, pílovitý, kardiogram, exponenciálny a šumový. Používateľ si musí vybrať jednu z týchto foriem a nastaviť dĺžku segmentu (počet bodov), amplitúdu, fázu, úroveň posunu a počet cyklov na generovanie tohto signálu. Výsledný segment je možné upravovať ceruzkou, meniť jeho tvar, aplikovať na segment matematické operácie sčítania, odčítania, násobenia a delenia, meniť jeho amplitúdu alebo počet bodov, ktoré tvoria tento segment. Môžete tiež invertovať, vytvárať zrkadlové obrazy a používať filtre. Potom k tomuto segmentu môžete pripojiť druhý, tretí atď. segmenty vytvorené rovnakým spôsobom. Najmä pomocou matematickej funkcie sčítania dvoch priebehov je veľmi jednoduché získať amplitúdovo modulovaný signál. Príklad generovania priebehu v programe a výsledok prehrávania na osciloskope je na obrázku 6.
2. Načítavanie formulárov z externých súborov. Softvérová tabuľka Wavepatt vám umožňuje načítať skôr vytvorené dátové súbory vo vlastnom prostredí, ako aj súbory s príponou „csv“. Súbory CSV vám umožňujú vytvárať vlastné „zložité“ signály absolútne akéhokoľvek tvaru. Súbory CSV je možné vytvárať pomocou matematických vzorcov popisujúcich rôzne procesy alebo manuálne na základe požiadaviek používateľa. Súbory CSV je možné vytvárať pomocou Excelu, ktorý je súčasťou štandardného balíka Microsoft Office, alebo pomocou MATLABu, ktorý má väčšie možnosti na modelovanie ľubovoľných kriviek. Nahrané súbory je možné individuálne upravovať pomocou nástrojov Wavepatt popísaných vyššie. Príklad je znázornený v sekvencii obrázkov 7a, 7b, 7c.
3. Zaujímavou kombináciou pre praktické aplikácie je v tomto prípade kombinácia digitálneho osciloskopu a ľubovoľného generátora priebehov. Digitálny osciloskop, zobrazujúci vstupný signál - analógový alebo digitálny, ho dokáže zapísať do súboru s príponou „csv“, potom sa tento súbor otvorí v programe Wavepatt a údaje sa prenesú do generátora AKIP-3402. Generátor generuje presne rovnaký signál, ako je zobrazený na obrazovke osciloskopu. To je veľmi užitočné v prípade potreby, keď osciloskop zachytí zriedkavý alebo jediný signál v reálnych podmienkach a je potrebné tento špecifický signál viackrát reprodukovať. Obrázok 8 teda ukazuje príklad zachytenia prvých štyroch riadkov video signálu, horný oscilogram v červenej farbe je „pôvodný“ signál, dolný oscilogram v žltej farbe je oscilogram následného „klonovania“ týchto riadkov pomocou funkcií softvéru a generátora AKIP-3402.
4. Okrem analógových signálov vám softvér Wavepatt umožňuje vytvárať 16-bitové signály digitálnej zbernice (vystupujú do samostatného konektora umiestneného na zadnom paneli generátora). Logické signály sú viazané na generátor hodín, ktorých frekvenciu zasa nastavuje užívateľ v shellu programu. Príklad obrázku pri konštrukcii digitálnej zbernice v softvérovom prostredí Wavepatt je na obrázku 9.

Nuansy pri vytváraní „jednoduchých“ signálov.

Pulzný signál a DC kompenzácia . Mnoho používateľov pri výbere ľubovoľného generátora priebehov nevenuje náležitú pozornosť dôkladnému štúdiu schopností konkrétneho generátora, pretože verí, že pri generovaní pomerne jednoduchých a „tradičných“ signálov všetky generátory reprodukujú signály rovnakým spôsobom. Ale to nie je pravda, množstvo generátorov má funkcie pri generovaní signálu, ktoré môžu znížiť výkon generátora, výrazne skomplikovať proces generovania signálu alebo znemožniť testovanie kvôli podmienkam merania.

Takéto signály zahŕňajú vytvorenie štandardného impulzného signálu. Všetky generátory ľubovoľného tvaru vlny štandardne generujú signály, ktoré majú symetrickú amplitúdu vzhľadom na nulové napätie. Ale ak je symetrická sínusová alebo štvorcová vlna normálna, potom pulzný signál, určený hlavne na testovanie a ladenie logických obvodov, ktoré majú buď kladnú alebo zápornú hodnotu logickej jedna, má prednostne rovnakú polaritu. V predvolenom nastavení bude akýkoľvek generátor ľubovoľného tvaru vlny generovať pulzný signál so symetrickou amplitúdou, ale generovanie signálu s kladnou alebo zápornou polaritou je jednoduché pomocou interného DC predpätia. Úroveň predpätia bude

Príklad predvoleného generovania symetrických amplitúdových impulzov a následnej kompenzácie posunu je znázornený na obrázkoch 10 a 11.

Neexistuje žiadny posun pôvodného signálu, amplitúda pôvodného signálu je symetrická voči nulovej úrovni.

Impulzný signál je posunutý o polovicu amplitúdy pomocou kladnej odchýlky.

V tomto prípade je potrebná ďalšia korekcia konštantného posunu. Zakaždým, keď potrebujete neustále meniť amplitúdu impulzu, budete musieť sledovať úroveň konštantného posunu tohto impulzu, to všetko výrazne znižuje výkon generátora signálu akejkoľvek spoločnosti. Bohužiaľ, takto funguje väčšina generátorov ľubovoľných priebehov, ktoré sú v súčasnosti na ruskom trhu, a to platí nielen pre impulzné signály, ale aj pre signály iných foriem.

Pracovný cyklus impulzného signálu. Pracovný cyklus impulzného signálu sa chápe ako pomer trvania impulzu k perióde jeho opakovania, vyjadrený v percentách (%). Inými slovami, s nižším pracovným cyklom impulzu má kratšiu dobu trvania a vzácnu dobu opakovania. Súčasné generátory hromadných ľubovoľných tvarov vĺn, napríklad GSS-120, umožňujú generovanie impulzov s pracovným cyklom 0,1 %. Generátory ľubovoľného tvaru vlny Tektronix série AFG3000 vám umožňujú generovať impulzy s pracovným cyklom 0,01 %. Generátor signálu AKIP-3402 umožňuje generovať impulzy s pracovným cyklom 0,0000002%! To znamená, že pri generovaní impulzu s minimálnym trvaním 20 ns je doba opakovania 10 s! Krátke impulzné signály s parametrami uvedenými vyššie majú extrémne široké frekvenčné spektrum v závislosti od trvania impulzu, periódy opakovania a doby nábehu a možno ich použiť na širokopásmové merania rôznych rádiových zariadení.

Možnosť nastavenia doby nábehu impulzného signálu. Nie všetky rádiové zariadenia vyžadujú použitie impulzných signálov s najrýchlejšou možnou stúpajúcou (alebo klesajúcou) hranou. Signál s veľmi krátkou dobou nábehu má prakticky nekonečné frekvenčné spektrum. Keď je šírka pásma rádiotechnického zariadenia obmedzená, v dôsledku prítomnosti nekonečného frekvenčného spektra testovacieho impulzu sa v dráhach testovaných zariadení vyskytujú skreslenia. Napríklad pri testovaní impulznej odozvy osciloskopov sa na obrazovke osciloskopu v hornej časti impulzu pozoruje výrazný skok (až 10 %), ktorý v skutočnosti nie je prítomný vo vstupnom impulze. Dôvodom týchto skreslení je nesúlad medzi frekvenčným spektrom signálu testovacieho impulzu a šírkou pásma osciloskopu. Tieto javy je možné eliminovať „orezaním“ spektra impulzného signálu, zvýšením jeho doby nábehu (strmosti hrany).

Signálový generátor AKIP-3402 umožňuje nastaviť časy nábehu a poklesu impulzného signálu v rozsahu od 5 ns do 100 ns, preto Obrázok 15 ukazuje príklady jedného impulzného signálu s tromi rôznymi časmi nábehu.

Tvorba balíkov. Všetky moderné generátory signálov zložitých tvarov majú schopnosť generovať signálové pakety (Burst). Paket je blízkym analógom rádiového impulzu, ale jeho náplňou na rozdiel od rádiového impulzu môže byť nielen sínusový signál, ale akýkoľvek signál generovaný generátorom - impulzný, pílový, trojuholníkový atď. Hlavné parametre v tomto režime sú maximálna frekvencia plnenia, počet cyklov plnenia, doba opakovania paketu. Väčšina zložitých generátorov priebehov v tomto režime má vážne obmedzenia vyššie uvedených parametrov. Napríklad pre generátory GSS-05...GSS-120 je minimálna doba trvania paketu 25 μs, alebo to znamená, že jeden impulz nemôže mať frekvenciu vyššiu ako 40 kHz, navyše pre generátory GSS-05.. .GSS-120, naplnenie paketu je možné len sínusovým signálom . Generátor AKIP-3402 nemá takéto funkčné obmedzenie a umožňuje generovať pakety so všetkými formami signálu ako výplň, okrem modulovaných signálov. Rýchlosť zhluku je obmedzená na 10 MHz, ale to je dostatočné pre väčšinu aplikácií. Obrázok 16 teda zobrazuje súbor dvoch periód sínusového signálu, symetrických vzhľadom na nulovú čiaru.

Pre používateľa v zhlukovom režime sú zhluky impulzných signálov. Ako je známe, každý generátor impulzov, okrem generovania jednotlivých alebo periodických impulzných signálov, má schopnosť generovať párové impulzy - dva tesne umiestnené impulzy s nastaviteľným časom oneskorenia medzi impulzmi a nastaviteľnou periódou opakovania takýchto párov. Je zrejmé, že spárovaný impulz je balík 2 impulzov, ktorých vytvorenie nie je ťažké pre generátor ľubovoľného tvaru vlny. A navyše generátor signálu ľubovoľnej formy AKIP-3402 môže generovať balíky troch, štyroch, piatich atď. až 50 000 impulzov, čo nie je dostupné pre väčšinu generátorov impulzov. Táto výhoda samozrejme výrazne rozširuje oblasti možného použitia generátora AKIP-3402. Príklad vytvorenia vysielania štyroch impulzov je na obrázku 17.

Integrita signálu pri zmene úrovne. Koncové stupne špeciálne tvarovaných generátorov signálu sú kombináciou niekoľkých zosilňovačov a atenuátorov, ktoré umožňujú získať požadovanú úroveň na výstupe generátora. Pomocou kombinácií zosilňovačov a atenuátorov má používateľ možnosť nastaviť výstupnú úroveň vo veľmi širokom rozsahu. V predvolenom nastavení generátor automaticky vyberie najoptimálnejšiu kombináciu zosilňovačov a atenuátorov, aby sa predišlo zbytočnému šumu vo výstupnom signáli. So zmenou výstupnej úrovne sa mení aj kombinácia použitých zosilňovačov a atenuátorov. To vedie ku krátkodobému poklesu výstupného signálu v momente mechanického spínania atenuátorov. Obrázok 18 teda ukazuje príklad oscilogramu zmeny výstupnej úrovne generátora z 900 mV na 1000 mV. Čas poklesu hladiny je približne 15 ms.

Na odstránenie tohto javu má generátor AKIP-3402 schopnosť blokovať atenuátory. Keď je aktivované uzamknutie rozsahu atenuátora, zosilňovače aj atenuátory sú zablokované vo svojom aktuálnom stave a nespínajú sa pri zmene výstupnej úrovne. Výstupná úroveň sa mení iba vďaka elektronickému riadeniu zosilnenia výstupných zosilňovačov. Tým sa eliminuje krátkodobá strata signálu. Malo by sa však chápať, že takéto blokovanie útlmu zhoršuje chybu v nastavovaní výstupnej úrovne a DC offsetu tým, že eliminuje použitie mechanických atenuátorov. Obrázok 19 teda ukazuje príklad podobného merania úrovne generátora od 900 mV do 1000 mV (ako na obrázku 18), ale so zablokovaným atenuátorom. Ako je vidieť na obrázku 19, úroveň signálu sa mení plynulo a bez prerušení.

Synchrónna prevádzka niekoľkých generátorov.

Generátor AKIP-3402 je jednokanálový generátor signálu. Preto, ak je potrebné generovať dva, tri alebo viac signálov spoločného režimu, je potrebné použiť dva, tri alebo viac generátorov. Pretože všetky generátory majú svoj vlastný zdroj referenčnej frekvencie, aj keď je vysoko stabilný, stále má miernu frekvenčnú odchýlku od iných podobných generátorov. To neumožňuje prijímať signály absolútne rovnakej frekvencie z troch rovnakých generátorov, situáciu zhoršuje skutočnosť, že fázy signálov z troch rôznych generátorov budú úplne odlišné a nebudú sa dať ovládať. Aby bolo možné získať signály v spoločnom režime z jednotlivých generátorov, je potrebné použiť jeden spoločný zdroj referenčnej frekvencie pre všetky. Na tento účel má generátor AKIP-3402 externý vstup referenčnej frekvencie. Vstup externej referenčnej frekvencie zároveň umožňuje znížiť chybu nastavenia frekvencie výstupného signálu vďaka použitiu externého, ​​stabilnejšieho zdroja ako interný referenčný oscilátor. Pomocou interného nastavenia a pomocou digitálneho osciloskopu alebo externého frekvenčného merača, ktorý má režim na meranie fázy medzi dvoma signálmi, je potrebné nastaviť požadovanú fázu medzi signálmi nezávislých generátorov. Okrem externého vstupu referenčnej frekvencie majú generátory AKIP-3402 výstup vlastného generátora referenčnej frekvencie. Toto riešenie vám umožňuje opustiť externý referenčný oscilátor a použiť signál referenčnej frekvencie z jedného z oscilátorov, ktoré generujú viackanálový signál. Okrem toho majú generátory AKIP-3402 synchronizačný výstup na prednom paneli. Zvlášť je potrebné zdôrazniť, že na rozdiel od iných generátorov SPF sa na tomto výstupe skutočne generuje signál synchrónny s udalosťou, ktorá je v aktuálnom okamihu hlavným prevádzkovým režimom, a nie len pravouhlý signál, ktorý sa frekvenčne zhoduje so signálom. na hlavnom výstupe. Vstup externých hodín je vstup externej modulácie a okna hradla v režime tvarovania paketov. Prepojenie hodinového výstupu jedného generátora (je to hlavný) a hodinových vstupov iných generátorov (sú to podriadené) umožňuje vytvárať viackanálové systémy a zabezpečiť synchronizáciu udalostí vyskytujúcich sa v nezávislých generátoroch s časovým oneskorením iba 20 ns .

Tvorba binárnych signálov.

Prevažná väčšina generátorov ľubovoľných tvarov vĺn vyrábaných v dnešnom svete, vrátane takých lídrov ako Tektronix a Agilent Technologies, generuje, hoci rôznorodé, iba analógové ľubovoľné tvary vĺn. Ale pre výskum, vývoj alebo konfiguráciu moderných rádiových zariadení len analógové signály nestačia. Akékoľvek moderné rádiové zariadenie nevyhnutne zahŕňa logické obvody, mikroprocesory, pamäťové zariadenia, paralelné a sériové dátové zbernice, digitálne zobrazovacie zariadenia a mnohé ďalšie. Na ladenie takýchto objektov nestačia analógové signály, sú potrebné viackanálové logické zbernice s programovateľnými podpismi. Firma Tabor, ktorá sa profesionálne špecializuje na vývoj a výrobu signálových generátorov, ponúka vo svojich starších modeloch 16-bitový digitálny výstup, no tieto generátory sú ako každý profesionálny nástroj dosť drahé.

Generátor AKIP-3402 má tiež digitálny 16-bitový výstup umiestnený na zadnom paneli generátora. Dĺžka pamäte v tomto režime je 262144 bitov na zbernicu. Programovanie stavu logických výstupov je možné len pomocou softvéru Mávaťpatt(analogicky s vlastnými signálmi ľubovoľného tvaru - pozri obr. 9). V režime programovania digitálneho výstupu má používateľ možnosť:

1. Nastavte frekvenciu generátora hodín v rozsahu do 5 MHz;
2. Nastavte okraj hodinového impulzu, pri ktorom sa zmení logický stav - pozitívny alebo negatívny;
3. Nastavte úroveň logickej jednotky - nízky alebo vysoký stav;
4. Pomocou kurzora (myši) vytvorte kombináciu logických stavov na ktorejkoľvek zo 16 zberníc;
5. Zmeňte mierku obrazu pneumatiky;
6. Presuňte sa na daný bit;
7. Uložte a načítajte súbory stavu externej logiky.

Oprava metrologických parametrov po overení.

Generátor AKIP-3402 je moderné rádiotechnické zariadenie a je navrhnuté na najmodernejšej prvkovej základni, čo výrazne zvyšuje spoľahlivosť a metrologické parametre generátora ako celku. Jedinými mechanickými prvkami v konštrukcii generátora sú ovládacie prvky pre tlmiče výstupnej úrovne (žiaľ, dnes sú parametre plne elektronických tlmičov v technických vlastnostiach výrazne horšie ako u mechanických tlmičov). Vo vnútri generátora nie sú žiadne konštrukčné odpory ani kondenzátory určené na nastavenie úrovní alebo frekvencií hlavnej aj pomocnej cesty. Všetky vnútorné korekčné prvky sú elektronicky riadené centrálnym procesorom. V priebehu času dochádza v dôsledku nevyhnutného procesu starnutia základne analógových prvkov k výkyvom parametrov generátora. Počas intervalu overovania (1 rok) by tieto výkyvy nemali viesť k prekročeniu stanovených limitov normalizovaných technických charakteristík. Ale po 3,5 rokoch môže proces starnutia základne prvku spôsobiť určité zhoršenie parametrov generátora, napríklad frekvencie hlavného oscilátora, čo vedie k zvýšeniu chyby v nastavení frekvencie výstupný signál. Zmena parametrov výstupného zosilňovača v priebehu času vedie k zvýšeniu chyby pri nastavovaní referenčnej úrovne. Korekcia metrologických parametrov generátora AKIP-3402 sa vykonáva softvérovo pri porovnaní výstupných parametrov s presnými meracími prístrojmi - frekvenčný merač, voltmeter, merač výkonu, spektrálny analyzátor, modulačný merač atď. dostupné používateľovi (uzavreté heslom) a vykonávajú ho kompetentní odborníci iba v špecializovanom servisnom stredisku.

Spôsoby pripojenia k počítaču.

Generátor AKIP-3402 má všetky moderné možnosti pripojenia k počítaču - Ethernet (LAN), USB a voliteľne GPIB (KOP). Pripojenie USB navyše prebieha pomocou plnohodnotného rozhrania T&M USB - Test and Mesurement USB.

Ponúkame produkty od najlepších výrobcov

PRIST ponúka optimálne riešenia problémov s meraním.

U nás si môžete nielen zakúpiť osciloskop, napájací zdroj, generátor signálu, spektrálny analyzátor, kalibrátor, multimeter, prúdový kliešť, ale merací prístroj aj overiť či nakalibrovať. Máme priame zmluvy s najväčšími svetovými výrobcami meracej techniky, vďaka čomu vieme vybrať zariadenia, ktoré vyriešia vaše problémy. Vďaka bohatým skúsenostiam vám môžeme odporučiť produkty nasledujúcich značiek.

Dvojkanálový virtuálny digitálny generátor ľubovoľných priebehov je 12-bitové digitálne zariadenie v štandardnom prevedení laboratórnych zariadení AKTAKOM USB a vytvára ľubovoľný priebeh alebo signál jedného zo štandardných priebehov (sínusový, obdĺžnikový, trojuholníkový a niektoré ostatné) cez dva kanály súčasne. Tvar a parametre signálov určuje užívateľ pomocou počítača nezávisle pre každý kanál. Zariadenie má spoločný externý synchronizačný vstup pre oba kanály na spustenie generovania na základe externej udalosti. Generátor signálu tiež vytvára výstupný signál na synchronizáciu spúšťania iných zariadení.

Špecifikácie generátora signálu

SOFTVÉR ARBITRARY GENERATOR AKTAKOM

ÚČEL:

Aplikácia AKTAKOM Arbitrary Generator je určená na plnohodnotné ovládanie podporovaných nástrojov, vytváranie, úpravu a načítanie dát na generovanie signálov pre dva kanály.

MOŽNOSTI:

Aplikácia poskytuje detekciu a zostavenie zoznamu dostupných modulov generátora signálu pripojených k počítaču lokálne (cez USB rozhranie) alebo cez sieť Ethernet/Internet; inicializácia a testovanie vybranej inštancie zariadenia.

Aplikácia poskytuje ovládanie všetkých parametrov dostupných pre konfiguráciu tohto typu zariadenia (pozri popis podporovaných zariadení) a záznam údajov o priebehu do pamäte generátora signálu. Údaje o priebehu môže používateľ špecifikovať graficky vo forme matematického vzorca (je tu zabudovaná kalkulačka vzorca) alebo binárnej sekvencie: vybrané zo zoznamu štandardných signálov (sínus, obdĺžnik, trojuholník, píla, blesk, pulse) alebo sa načítajú z predtým uloženého súboru nezávisle pre každý kanál.

Aplikácia tiež umožňuje nastaviť priebeh pre dva kanály súčasne vo forme parametrickej krivky, t.j. vo forme dvojrozmernej Lissajousovej figúry (funkcia Laser Show).

Aplikácia obsahuje vstavaný modul analýzy signálov pripravených na generovanie. Funkcie modulu analýzy zahŕňajú:

• virtuálny osciloskop (ukazuje tvar generovaných signálov, berúc do úvahy obmedzenia zariadenia);
• automatické meranie parametrov impulzu;
• spektrálna analýza signálov;
• funkcie voltmetra a merača fázového posunu.

Aplikácia umožňuje používateľovi manuálne upraviť farby prvkov grafu a hrúbku čiar oscilogramu alebo načítať tieto nastavenia z predtým uložených súborov farebných schém. Veľkosť a umiestnenie všetkých okien aplikácie si môže prispôsobiť aj používateľ. Všetky nastavenia programu je možné zapísať do konfiguračného súboru a následne načítať.

Minimálne požiadavky na počítač

• port USB 1.1;
• Nainštalovaný operačný systém Windows XP, Windows 7, Windows 8;
• Video systém VGA (rozlíšenie 640 x 480, 256 farieb), odporúčané rozlíšenie 800 x 600 alebo vyššie, 24-bitové farby;
• Na používanie zvukových správ programu je potrebná zvuková karta a zvukový systém;
• Pre využitie všetkých funkcií programu odporúčame použiť procesor aspoň Pentium II 400 a RAM aspoň 32 MB.

Štandardná výbava

• zariadenie
• USB kábel typ A-B - 1 ks.
• napájací kábel
• stručné pokyny
• Manuálny**

** Kompletný návod na obsluhu štandardne nemá fyzické médium a je možné ho stiahnuť z webovej stránky po zakúpení a registrácii zariadenia s uvedením jeho sériového čísla.

• softvér
  • AAG Aktakom Arbitrary Generator Softvér na generovanie ľubovoľných priebehov
  • AUNLibUSB 1.2.6.0 Ovládač pre USB laboratórne virtuálne prístroje

Ak chcete stiahnuť softvér, kliknite na tlačidlo „Stiahnuť“ alebo prejdite do časti „ “ ->

Dodatočné vybavenie

• BNC kábel a
• Softvér AHP-3121_SDK Kompletná súprava na vývoj softvéru

Štandardný softvér nemá fyzické médium a je možné ho stiahnuť na webovej stránke v časti „ “ po zakúpení a registrácii zariadenia s uvedením jeho sériového čísla.

Ak chcete stiahnuť softvér, kliknite na tlačidlo „Stiahnuť“ alebo prejdite do časti „ “ -> „ “ a potom sa prihláste zadaním svojho používateľského mena a hesla. Ak ste sa ešte na stránke nezaregistrovali, kliknite na odkaz „Registrovať“ a uveďte všetky požadované informácie.

Ak sa softvér stratí, jeho stiahnutie bude stáť dodatočný poplatok. Softvér môže byť dodaný na fyzickom médiu (CD-ROM). Napálenie softvéru na médium (CD) a jeho doručenie je k dispozícii za príplatok.

V rádioamatérskej praxi je niekedy potrebné mať po ruke generátor signálu daného tvaru a frekvencie na kontrolu a testovanie komponentov rádiových zariadení. So zvyšujúcou sa dostupnosťou mikrokontrolérov je možné zostaviť digitálny generátor signálu, v ktorom je možné softvérovo generovať ľubovoľný signál.

Digitálny generátor signálu "Nyx" (Nikta). Technické údaje:
Vzorkovacia frekvencia 131072 Hz.
Rozsah generovaných frekvencií je 1 – 65536 Hz, s krokom ladenia 1 Hz.
32-bitová batéria, ktorá teoreticky umožňuje získať rozlíšenie 0,000030518 Hz.
8-bitový výstup, kolísanie napätia od -15V do +15V.
Generátor je postavený na báze mikrokontroléra atmel ATMEGA16, ako DAC bola použitá sieť R-2R, ktorej výstup prechádzal cez operačné zosilňovače, čo umožnilo regulovať amplitúdu generovaného signálu a jeho pomerný offset. na zem.

Softvér bol napísaný v jazyku C s vloženým jazykom symbolov. Generátor pracuje na princípe priamej digitálnej syntézy. Teoretický materiál o problémoch syntézy digitálneho signálu si môžete podrobne prečítať pomocou odkazov na konci pôvodnej stránky. Program je štruktúrovaný nasledovne. V MC RAM je alokované pole 256 prvkov, ktoré ukladá hodnotu generovaného signálu v rozsahu jednej periódy. Pole hodnôt sa vyplní pred začiatkom syntézy v závislosti od toho, aký signál je potrebné prijať na výstupe. Je to tento mechanizmus, ktorý vám umožňuje opísať vygenerovaný signál pomocou vzorca, namiesto toho, aby ste ho manuálne zadávali do tabuľky, ako sa to robí v iných dizajnoch. Po spustení generátora sa 131072 krát za sekundu spustí prerušenie, v ktorom sa zvýši hodnota akumulátora, prvých 8 bitov sa odreže od hodnoty premennej a zavolá sa zodpovedajúci prvok poľa. Celý proces trvá 113 cyklov mikrokontroléra.

Na rozdiel od analógov sa frekvencia nastavuje pomocou numerickej klávesnice a nie pomocou tlačidiel „+“ a „-“, čo zvyšuje rýchlosť používania generátora. Nezabudnite premýšľať o rozhraní ovládania zariadenia. Koľko pohybov tela je potrebných na nastavenie frekvencie na 32698 Hz? Je dobré použiť kódovač.
Ak chcete mať na výstupe iba sínusový signál, potom by bolo dobré nainštalovať dolnopriepustný filter, ktorý by odrezal šum pri harmonických vzorkovacej frekvencii. To je však neprijateľné, ak má generátor výstupného signálu obdĺžnikový signál - filter prekryje okraje.

Napriek tomu, že podľa Kotelnikovovej (Nyquistovej) vety je na rekonštrukciu s frekvenciou f potrebné urobiť vzorky (vzorkovanie) s frekvenciou 2f, rekonštruovaný signál bude mať tvarové skreslenia. Aj keď je maximálna obnovená frekvencia 65 536 Hz, skutočný strop je približne 20 000 Hz. Pri vysokých frekvenciách nebude tvar signálu vôbec pripomínať sínusoidu, preto počítajte s touto vlastnosťou pri nastavovaní obvodov.

Klávesnica je neúplná matica 4*4, ktorá sa dynamicky vyvoláva. LCD displej WH1602. Kryt priemyselného prístroja, zakúpený od IEC. Okná boli vyrezané Dremelom.

Čo by bolo dobré urobiť:
1) Implementujte softvérové ​​alebo hardvérové ​​PWM, ktoré vám umožní použiť generátor na riadenie výkonu dodávaného do záťaže.
2) Výstup samostatného vysokofrekvenčného obdĺžnikového signálu, generovaného hardvérom pomocou časovačov na MK (frekvencie rádovo megahertzov)
Pôvodný článok (ako obvykle, pravdepodobne sa stratí)