Signalgeneratoren: Schema und Funktionsprinzip. Sinusgenerator

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Signalgeneratoren: Schema und Funktionsprinzip. Sinusgenerator
Signalgeneratoren: Schema und Funktionsprinzip. Sinusgenerator
Anonim

Signalgeneratoren sind Geräte, die in erster Linie zum Testen von Sendern entwickelt wurden. Darüber hinaus verwenden Experten sie, um die Eigenschaften von Analogwandlern zu messen. Modellsender werden getestet, indem das Signal simuliert wird. Dies ist notwendig, um das Gerät auf Übereinstimmung mit modernen Standards zu überprüfen. Direkt kann das Signal dem Gerät in reiner Form oder verzerrt zugeführt werden. Seine Geschwindigkeit kann je nach Kanal stark variieren.

niederfrequenter Signalgenerator
niederfrequenter Signalgenerator

Wie sieht der Generator aus?

Wenn wir das übliche Modell des Signalgenerators betrachten, dann ist der Bildschirm auf der Frontplatte zu sehen. Es ist notwendig, um Schwankungen zu überwachen und eine Steuerung durchzuführen. Am oberen Bildschirmrand befindet sich ein Editor, der eine Vielzahl von Funktionen zur Auswahl bietet. Weiter unten befindet sich der Sequenzer, der die Schwingungsfrequenz anzeigt. Darunter befindet sich die Moduszeile. Die Amplitude oder der Offset-Pegel des Signals kann über zwei Tasten eingestellt werden. Für die Arbeit mit Dateien gibt es ein separates Mini-Panel. Damit können Testergebnisse entweder sofort gespeichert werdenöffnen.

Damit der Benutzer die Abtastrate ändern kann, verfügt der Generator über einen speziellen Regler. Durch numerische Werte können Sie recht schnell synchronisieren. Signalausgänge befinden sich normalerweise an der Unterseite des Geräts unter dem Bildschirm. Es gibt auch eine Sch altfläche zum Starten des Generators.

Hausgemachte Geräte

Das Herstellen eines Signalgenerators mit eigenen Händen ist aufgrund der Komplexität des Geräts ziemlich problematisch. Das Hauptelement der Ausrüstung ist der Selektor. Sie wird im Modell für eine bestimmte Anzahl von Kanälen berechnet. Normalerweise befinden sich zwei Mikrosch altkreise im Gerät. Um die Frequenz einzustellen, benötigt der Generator einen Synthesizer. Wenn wir Mehrkanalgeräte in Betracht ziehen, sind Mikrocontroller für sie für die KH148-Serie geeignet. Konverter werden nur vom analogen Typ verwendet.

Sinussignalgeräte

Der Sinusgenerator des Chips verwendet ganz einfache. In diesem Fall können nur Verstärker vom Betriebstyp verwendet werden. Dies ist für die normale Signalübertragung von den Widerständen zur Platine notwendig. Potentiometer sind im System mit einem Nennwert von mindestens 200 Ohm enth alten. Das Tastverhältnis hängt von der Geschwindigkeit des Erzeugungsprozesses ab.

Zur flexiblen Konfiguration des Gerätes werden Blöcke mehrkanalig verbaut. Mit einem Drehregler ändert sich der Frequenzbereich des Sinussignalgenerators. Zum Testen von Empfängern ist es nur für den modulierenden Typ geeignet. Dies legt nahe, dass der Generator mindestens fünf Kanäle haben sollte.

eigenen SignalgeneratorHände
eigenen SignalgeneratorHände

Niederfrequenzgeneratorsch altung

Der Niederfrequenzsignalgenerator (Sch altung unten gezeigt) enthält analoge Widerstände. Potentiometer sollten nur auf 150 Ohm eingestellt werden. Um die Größe des Impulses zu ändern, werden Modulatoren der KK202-Serie verwendet. Die Erzeugung erfolgt in diesem Fall durch Kondensatoren. Es muss eine Brücke zwischen den Widerständen in der Sch altung vorhanden sein. Das Vorhandensein von zwei Leitungen ermöglicht es Ihnen, einen (Niederfrequenz-)Sch alter im Signalgenerator zu installieren.

Signalgeneratoren
Signalgeneratoren

So funktioniert das Beep-Modell

Anschließen des Tonfrequenzsignalgenerators, die Spannung wird zunächst an den Wahlsch alter angelegt. Als nächstes fließt der Wechselstrom durch eine Reihe von Transistoren. Nach der Umstellung auf Arbeit werden Kondensatoren eingesch altet. Vibrationen werden über einen Mikrocontroller auf dem Bildschirm reflektiert. Um die Grenzfrequenz einzustellen, werden spezielle Pins auf der Mikrosch altung benötigt.

Die maximale Ausgangsleistung in diesem Fall kann der Audiosignalgenerator 3 GHz erreichen, aber der Fehler sollte minimal sein. Dazu wird in der Nähe des Widerstands ein Begrenzer installiert. Phasenrauschen wird vom System zu Lasten des Steckers wahrgenommen. Der Phasenmodulationsindex hängt ausschließlich von der aktuellen Wandlungsgeschwindigkeit ab.

Mixed-Signal-Gerätediagramm

Die Standard-Oszillatorsch altung dieses Typs verfügt über einen Mehrkanalwähler. Gleichzeitig gibt es mehr als fünf Ausgänge auf dem Panel. In diesem Fall kann die maximale Frequenzgrenze auf 70 Hz eingestellt werden. Kondensatoren sind in vielen Modellen mit einer Kapazität von nicht mehr als 20 erhältlichpF. Widerstände sind meistens mit einem Nennwert von 4 Ohm enth alten. Die Installationszeit des ersten Modus beträgt durchschnittlich 2,5 s.

Aufgrund des Vorhandenseins eines Bandbreitenbegrenzers kann die Rückleistung des Geräts 2 MHz erreichen. Die Frequenz des Spektrums kann dabei mit einem Modulator eingestellt werden. Für die Ausgangsimpedanz gibt es separate Ausgänge. Der absolute Pegelfehler der Sch altung liegt unter 2 dB. Konverter in Standardsystemen sind in der Serie PP201 erhältlich.

Signalgenerator
Signalgenerator

Arbitrary Waveform Device

Diese Geräte sind für einen kleinen Fehler ausgelegt. Sie haben einen flexiblen Sequenzierungsmodus. Die Standardauswahlsch altung geht von sechs Kanälen aus. Die minimale Frequenzeinstellung beträgt 70 Hz. Positive Impulse werden von dem Generator dieses Typs wahrgenommen. Kondensatoren im Stromkreis haben eine Kapazität von mindestens 20 pF. Der Ausgangswiderstand des Gerätes wird bis 5 Ohm geh alten.

Diese Signalgeneratoren unterscheiden sich stark in den Timing-Parametern. Es hängt in der Regel mit der Art des Steckers zusammen. Als Ergebnis reicht die Anstiegszeit von 15 bis 40 ns. Insgesamt gibt es in den Modellen zwei Modi (linear sowie logarithmisch). Mit ihrer Hilfe kann die Amplitude verändert werden. Der Frequenzfehler beträgt in diesem Fall weniger als 3 %.

Modifikationen komplexer Signale

Um komplexe Signale zu modifizieren, verwenden Spezialisten in Generatoren nur mehrkanalige Selektoren. Sie sind unbedingt mit Verstärkern ausgestattet. Regler werden verwendet, um Betriebsarten zu ändern. Dank des Konverters wird der Strom konstant mitFrequenz unter 60 Hz. Die Anstiegszeit sollte im Mittel nicht mehr als 40 ns betragen. Dazu beträgt die Mindestkapazität des Kondensators 15 pF. Der Widerstand des Systems für das Signal muss im Bereich von 50 Ohm wahrgenommen werden. Die Verzerrung bei 40 kHz beträgt typischerweise 1 %. Somit können Generatoren zum Testen von Empfängern verwendet werden.

Generatoren mit integrierten Editoren

Die Signalgeneratoren dieses Typs sind sehr einfach einzurichten. Regler in ihnen sind für vier Positionen ausgelegt. Somit kann der Cutoff-Frequenzpegel angepasst werden. Wenn wir von der Rüstzeit sprechen, dann sind es bei vielen Modellen 3 ms. Dies wird durch Mikrocontroller erreicht. Sie sind mit Jumpern mit der Platine verbunden. Transmissionsbegrenzer sind in Generatoren dieses Typs nicht eingebaut. Die Konverter befinden sich laut Geräteplan hinter den Selektoren. Synthesizer werden selten in Modellen verwendet. Die maximale Ausgangsleistung des Geräts liegt bei 2 MHz. Der Fehler darf in diesem Fall nur 2 % betragen.

Sinusgenerator
Sinusgenerator

Geräte mit digitalen Ausgängen

Signalgeneratoren mit digitalen Ausgängen sind mit Anschlüssen für die KP300-Serie ausgestattet. Widerstände wiederum sind mit einem Nennwert von mindestens 4 Ohm enth alten. Somit wird der Innenwiderstand des Widerstands groß geh alten. Empfänger mit einer Leistung von nicht mehr als 15 V können diese Geräte testen. Der Anschluss an den Konverter erfolgt nur über Steckbrücken.

Selektoren in Generatoren gibt es drei- und vierkanalig. Chip im StandardKetten werden üblicherweise vom Typ KA345 verwendet. Sch alter für Messgeräte verwenden nur Drehsch alter. Die Pulsmodulation in Generatoren erfolgt recht schnell, was durch den hohen Übertragungskoeffizienten erreicht wird. Beachten Sie auch das geringe Breitbandrauschen von 10 dB.

Hochgetaktete Modelle

Der Signalgenerator mit hoher Taktfrequenz hat eine hohe Leistung. Innenwiderstand es ist in der Lage, durchschnittlich 50 Ohm zu widerstehen. Die Bandbreite solcher Modelle beträgt in der Regel 2 GHz. Außerdem ist zu beachten, dass Kondensatoren mit einer Kapazität von mindestens 7 pF verwendet werden. Somit wird der maximale Strom bei 3 A geh alten. Die maximale Verzerrung im System kann 1 % betragen.

Verstärker sind in der Regel nur in Generatoren des Betriebstyps zu finden. Begrenzer in der Sch altung werden sowohl am Anfang als auch am Ende gesetzt. Ein Anschluss zur Auswahl des Sign altyps ist vorhanden. Mikrocontroller sind am häufigsten in der RRK211-Serie zu finden. Der Selektor ist für mindestens sechs Kanäle ausgelegt. Drehregler in solchen Geräten sind erhältlich. Die maximale Frequenzgrenze kann auf 90 Hz eingestellt werden.

Signalgeneratorsch altung
Signalgeneratorsch altung

Betrieb von logischen Signalgeneratoren

Diese Signalgenerator-Widerstände haben einen Nennwert von nicht mehr als 4 Ohm. Gleichzeitig wird der Innenwiderstand recht hoch geh alten. Um die Signalübertragungsrate zu reduzieren, werden Operationsverstärker eingebaut. In der Regel gibt es drei Schlussfolgerungen auf dem Panel. Verbindung mit BegrenzernÜbertragung erfolgt nur über Steckbrücken.

Die Sch alter in den Geräten sind drehbar eingebaut. Es können zwei Modi ausgewählt werden. Zur Phasenmodulation können Signalgeneratoren der angegebenen Art verwendet werden. Ihr Breitbandrauschparameter überschreitet 5 dB nicht. Die Frequenzabweichungsanzeige liegt in der Regel bei etwa 16 MHz. Zu den Nachteilen gehören lange Anstiegs- und Abfallzeiten. Dies liegt an der geringen Bandbreite des Mikrocontrollers.

Signalgenerator
Signalgenerator

Originator-Sch altung mit MX101-Modulator

Die Standard-Oszillatorsch altung mit einem solchen Modulator sieht einen Selektor für fünf Kanäle vor. Dadurch ist es möglich, in einem linearen Modus zu arbeiten. Die maximale Amplitude bei niedriger Last wird bei 10 Spitzen geh alten. DC-Bias tritt ziemlich selten auf. Der Parameter Ausgangsstrom liegt bei etwa 4 A. Der maximale Frequenzfehler kann bis zu 3 % betragen. Die durchschnittliche Anstiegszeit für Oszillatoren mit diesen Modulatoren beträgt 50 ns.

Mäanderwellenform wird vom System akzeptiert. Mit diesem Modell können Sie Empfänger mit einer Leistung von nicht mehr als 5 V testen. Der logarithmische Sweep-Modus ermöglicht es Ihnen, mit verschiedenen Messgeräten sehr erfolgreich zu arbeiten. Die Abstimmgeschwindigkeit auf dem Bedienfeld kann stufenlos geändert werden. Durch die hohe Ausgangsimpedanz werden die Wandler entlastet.

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