מעניין

מהו מחולל אותות: סוגים שונים

מהו מחולל אותות: סוגים שונים

מחולל אותות הוא ציוד בדיקה המייצר אות חשמלי בצורת גל. זה משמש כגירוי לפריט שנבדק.

מחוללי אותות בכל צורותיהם נמצאים בשימוש נרחב במערכות בדיקה ופיתוח, ומשתמשים בהם עם מכשירי בדיקה אחרים.

כאשר בוחנים מהו מחולל אותות, נראה שהם מגיעים בצורות רבות - ישנם סוגים רבים של מחוללי אותות, כאשר כל אחד מהם משמש כדי לספק צורה שונה של אות. חלקם מספקים אותות RF, אחרים אותות שמע, חלקם יכולים לספק צורות שונות של צורת גל ואחרים עשויים לספק רק פעימות.

מחוללי אותות משמשים שנים רבות. סוגים מוקדמים היו בסיסיים מאוד על פי הסטנדרט של הסוגים השונים של מחולל האותות. רמות הביצועים כמו גם מגוון המתקנים הקיימים עלו והשתפרו.

מהו מחולל אותות

מחוללי אותות מגיעים בצורות שונות המסוגלות לייצר מגוון צורות גל ליישומי בדיקה שונים. חלק ממכשירי הבדיקה הללו עוסקים בזירת בדיקות ה- RF, בעוד שאחרים משמשים לבדיקת שמע, אולי כמחולל גלי סינוס וכו 'ואחרים למתן פולסים, אולי למעגלים דיגיטליים מרגשים. ישנם אלפי יישומים שונים עבור מחוללי אותות.

עם זאת הם נבדלים ממכשירי הבדיקה למדידה כמו אוסצילוסקופ, מולטימטר דיגיטלי, מנתחי ספקטרום וכו 'בכך שהם לא מודדים אות, הם מייצרים אות שיוחל על יחידה הנבדקת.

בהתאם כדאי להגדיר מחולל אותות:

הגדרת מחולל אותות:

מחולל אותות הוא מכשיר בדיקה אלקטרוני היוצר או יוצר צורות גל חוזרות או לא חוזרות. צורת הגל שלהם יכולה להיות בצורות ומשרעת שונים. מחוללי אותות מכל הסוגים משמשים בעיקר בתכנון, ייצור, שירות ותיקון מכשירים אלקטרוניים.

סיכום סוגי מחוללי האותות

כשמסתכלים על מה זה מחולל אותות, נראה שיש סוגים רבים ושונים של מחולל אותות:

  • מחולל צורות גל שרירותיות: מחולל צורות הגל השרירותי הוא סוג של מחולל אותות היוצר צורות גל מתוחכמות מאוד שניתן לציין על ידי המשתמש. צורות גל אלו יכולות להיות כמעט בכל צורה וניתן להזין אותן במגוון דרכים, אפילו להרחיב עד לציין נקודות בצורת הגל.

    בעיקרו של דבר ניתן לחשוב על מחולל צורות גל שרירותיות כמחולל פונקציות מתוחכם מאוד.

    בהיותם מחוללי צורות גל שרירותיים מורכבים יותר, הם יקרים יותר מאשר מחוללי פונקציות, ולעיתים קרובות רוחב הפס שלהם מוגבל יותר בגלל הטכניקות הנדרשות להפקת האותות.


  • מחולל אותות שמע: כפי שהשם מרמז סוג זה של מחולל אותות משמש ליישומי שמע. מחוללי אותות כמו אלה עוברים על תחום השמע, בדרך כלל בין 20 הרץ ל -20 קילוהרץ ויותר, ומשמשים לרוב כמחוללי גלי סינוס. הם משמשים לעתים קרובות במדידות שמע של תגובת תדרים ולמדידות עיוות. כתוצאה מכך הם חייבים להיות בעלי תגובה שטוחה מאוד וגם רמות נמוכות מאוד של עיוותים הרמוניים.
  • מחולל פונקציות: מחולל הפונקציות הוא סוג של מחולל אותות המשמש לייצור צורות גל פשוטות שחוזרות על עצמן. בדרך כלל סוג מחולל אותות זה ייצר צורות גל או פונקציות כגון גלי סינוס, צורות גל נסורת, צורות גל מרובעות ומשולשות.

    מחוללי פונקציות מוקדמות נטו להסתמך על מעגלי מתנד אנלוגיים שהפיקו את צורות הגל באופן ישיר. מחוללי פונקציות מודרניים עשויים להשתמש בטכניקות עיבוד אותות דיגיטליים כדי ליצור את צורות הגל בצורה דיגיטלית ואז להמיר אותם מהדיגיטל לפורמט אנלוגי.

    מחוללי פונקציות רבים נוטים להיות מוגבלים לתדרים נמוכים יותר מכיוון שכאן לעתים קרובות נדרשים צורות הגל הנוצרות על ידי מחולל אותות מסוג זה. עם זאת, ניתן להשיג גרסאות בתדר גבוה יותר.


  • מחולל דופק: כפי שהשם מרמז, מחולל הדופק הוא סוג של מחולל אותות היוצר פולסים. מחוללי אותות אלה הם לרוב בצורת מחוללי דופק לוגיים היכולים לייצר פעימות עם עיכובים משתנים וחלקם אף מציעים זמני עלייה וירידה משתנים.

    לעתים קרובות יש צורך בפולסים בעת בדיקת מעגלים דיגיטליים שונים, ולעיתים אנלוגיים. היכולת לייצר פולסים מאפשרת להפעיל מעגלים, או לשלוח רכבות פולסים למכשיר כדי לספק את הגירוי הנדרש.


  • מחולל אותות RF: כפי שהשם מרמז, סוג זה של מחולל אותות משמש להפקת אותות RF או תדר רדיו.מחולל אותות RF עשוי להשתמש במגוון שיטות להפקת האות. סוגי מחוללי אותות אנלוגיים השתמשו במתנדים הפועלים בחינם, אם כי חלקם השתמשו בטכניקות לולאה נעולות תדרים לשיפור היציבות. עם זאת, מרבית מחוללי אותות ה- RF משתמשים בסינתיסייזר תדרים כדי לספק את היציבות והדיוק הנחוצים. ניתן להשתמש בשתי לולאות נעולות פאזה ובטכניקות סינתזה דיגיטלית ישירה. למחוללי האותות RF לעתים קרובות יש את היכולת להוסיף אפנון לצורת הגל. אלה בקצה התחתון עשויים להוסיף AM או FM, אך מחוללי אותות RF מתקדמים עשויים להוסיף פורמטים של אפנון OFDM, CDMA וכו '. כך שהם יכולים לשמש לבדיקת מערכות סלולריות ואלחוטיות.

  • מחולל אותות וקטורי: מחולל האותות הווקטורי הוא סוג של מחולל אותות RF המפיק אותות RF עם תבניות אפנון מורכבות כגון QPSK, QAM וכו '.

    מחוללי אותות וקטוריים נוטים לשמש לבדיקת מערכות תקשורת נתונים מודרניות, החל מ- Wi-Fi ועד 4G, מערכות טלקומוניקציה ניידות 5G ופתרונות קישוריות רבים אחרים שהשתמשו בצורות גל מתקדמות. מכיוון שצורות גל אלה משתמשות בתכניות אפנון וצורות גל המשתמשות במידע פאזה, לעתים קרובות יש צורך במחולל אותות וקטורי.

פורמטים של מחולל אותות

כמו צורות אחרות של ציוד בדיקה אלקטרוניקה, מחוללי אותות זמינים במגוון פורמטים שונים. סוגי הפורמט הזמינים תלויים במידה מסוימת בסוג המדויק של מחולל האותות, אך ישנן כמה אפשרויות שעשויות להיות זמינות.

  • ציוד בדיקת ספסל מסורתי: ציוד הבדיקה הספסל המסורתי הוא חזון של מה שעולה בראש כשמדברים על מכשירי בדיקה. התיבה העצמאית הכוללת את הגנרטור עצמו כמו גם את אספקת החשמל, פונקציות הבקרה, התצוגה והבקרות החיצוניות הם מה שנחשב בדרך כלל כציוד בדיקה. מכשירי בדיקה אלה מכסים את נפח המספר הגדול ביותר, אך לא תמיד הם המתאימים ביותר מכיוון שאפשרויות אחרות עשויות גם להיות יתרונותיהן.
  • כרטיס מכשיר לבדיקת מתלה: ישנם מודולי בדיקה הניתנים לחריצה לתוך מתלה בדיקה מערכות מתלה מוקדמות כללו VXI, אך כיום PXI הוא ללא ספק הנפוץ ביותר. בהתבסס על תקן המחשבים הפופולרי המכונה PCI, PXI הוא תקן פתוח המנוהל על ידי PXI Systems Alliance, PXISA, שלקח את תקן PCI ועדכן אותו ליישומי מכשור לבדיקה. המתלה מורכב ממערכת מתלים בסיסית 19 אינץ 'הכוללת ספק כוח, והחריץ הראשון שמור לבקר או לקישור למחשב חיצוני. ניתן להשתמש בחריצי הכרטיס הנותרים למכשירי הבדיקה. מגוון טוב של מחוללי אותות, מחוללי פונקציות, מחוללי צורות גל שרירותיות וכו 'זמינים. גישה זו אידיאלית לבניית מערכת אוטומטית עם מספר יחידות. למרות מה שאפשר לחשוב תחילה, ניתן להשיג מכשירי בדיקה PXI בעלי ביצועים גבוהים מאוד, שרבים מהם שווים ביצועים של ציוד בדיקת ספסל.
  • מחולל אותות USB: אפשרות נוספת עבור מכשירי בדיקה רבים בימינו היא להשתמש בכוחו של מחשב על מנת לקחת על עצמו כמה מתפקידי מכשיר הבדיקה. מודול הבדיקה מספק את הפונקציונליות של ציוד הבדיקה, במקרה זה מייצר את האות, אך אספקת החשמל, הפקדים והתצוגה מסופקים על ידי המחשב האישי. זה מאפשר לקנות מכשירים בעלות נמוכה בהרבה, תוך שמירה על היכולת והביצועים.
  • השתמש בצורת גל שנוצרה על ידי מחשב: במקרים מסוימים ניתן ליצור צורת גל דיגיטלית בתוך מחשב באמצעות אפליקציה או תוכנית מחולל אותות. ניתן לשלוח את צורת הגל המתקבלת דרך שקע השמע של כרטיס שמע. מסלול זה מציע מסלול זול מאוד ליצירת אות, אך מוגבל על ידי הפלט של שמע השמע או כרטיס השמע. זה יכול להיות אידיאלי עבור יישומים מסוימים, אך הפלט הסופי תלוי מאוד באודיו או בפלט מהמחשב, וייתכן שמסלול זה אינו האפשרות הטובה ביותר אם יש צורך בפלט עם ביצועים מובטחים.

ישנם פורמטים רבים ושונים עבור מחוללי אותות מבחינת הפורמט הפיזי של מכשיר הבדיקה. אם נדרש ציוד עצמאי, לעתים קרובות ציוד הבדיקה לספסל הוא המסלול האידיאלי, אך עבור מערכות ואזורים שבהם מחשבים זמינים, אפשרויות אחרות עשויות להתאים יותר.

הסוגים השונים של מחולל האותות מסוגלים לייצר צורות גל שונות. אלה יכולים לשמש ביישומים שונים, חלקם בודקים ציוד RF, אחרים מספקים גירויים ללוחות לוגיקה ואחרים המשמשים בשלל אזורים שונים בכדי לספק את הגירויים השונים הדרושים. כאשר בוחנים מהו מחולל אותות, יש צורך לקבוע את סוג הגנרטור הדרוש למשימה הנתונה.


צפו בסרטון: תעשייה וניהול מבוא להנדסת חשמל הרצאה 11 - מתח חילופין (אוֹקְטוֹבֶּר 2021).