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Cos'è un generatore di segnale: diversi tipi

Cos'è un generatore di segnale: diversi tipi

Un generatore di segnali è un'apparecchiatura di prova che produce un segnale elettrico sotto forma di onda. Questo è usato come stimolo per l'oggetto in prova.

I generatori di segnali in tutte le loro forme sono ampiamente utilizzati nei sistemi di test e sviluppo, essendo utilizzati con altri strumenti di test.

Guardando cos'è un generatore di segnali, si vedrà che sono disponibili in molte forme: ci sono molti tipi di generatori di segnali, ognuno dei quali viene utilizzato per fornire una forma diversa di segnale. Alcuni forniscono segnali RF, altri segnali audio, alcuni possono fornire diverse forme di forma d'onda e altri possono fornire solo impulsi.

I generatori di segnali vengono utilizzati da molti anni. I primi tipi erano molto semplici per lo standard dei diversi tipi di generatore di segnali di oggi. I livelli di prestazione e la varietà di servizi disponibili sono aumentati e migliorati.

Cos'è un generatore di segnali

I generatori di segnali sono disponibili in varie forme in grado di produrre una varietà di forme d'onda per diverse applicazioni di test. Alcuni di questi strumenti di test si rivolgono all'arena dei test RF, mentre altri sono usati per test audio, possibilmente come generatore di onde sinusoidali, ecc. E altri per fornire impulsi, possibilmente per eccitanti circuiti digitali. Esistono migliaia di applicazioni diverse per i generatori di segnali.

Tuttavia differiscono dagli strumenti di test di misurazione come oscilloscopio, multimetri digitali, analizzatori di spettro, ecc. In quanto invece di misurare un segnale, generano un segnale da applicare a un'unità in prova.

Di conseguenza vale la pena definire un generatore di segnali:

Definizione del generatore di segnali:

Un generatore di segnali è uno strumento di test elettronico che crea o genera forme d'onda ripetute o non ripetitive. Queste forme d'onda possono essere di diverse forme e ampiezza. I generatori di segnali di tutti i tipi vengono utilizzati principalmente nella progettazione, produzione, manutenzione e riparazione di dispositivi elettronici.

Riepilogo dei tipi di generatore di segnali

Guardando cos'è un generatore di segnali, si vedrà che ci sono molti diversi tipi di generatori di segnali:

  • Generatore di forme d'onda arbitrarie: Il generatore di forme d'onda arbitrarie è un tipo di generatore di segnali che crea forme d'onda molto sofisticate che possono essere specificate dall'utente. Queste forme d'onda possono avere quasi qualsiasi forma e possono essere inserite in una varietà di modi, estendendosi anche a punti specifici sulla forma d'onda.

    Essenzialmente un generatore di forme d'onda arbitrarie può essere considerato come un generatore di funzioni molto sofisticato.

    Essendo notevolmente più complessi, i generatori di forme d'onda arbitrarie sono più costosi dei generatori di funzioni e spesso la loro larghezza di banda è più limitata a causa delle tecniche richieste per generare i segnali.


  • Generatore di segnali audio: Come suggerisce il nome, questo tipo di generatore di segnale viene utilizzato per applicazioni audio. I generatori di segnali come questi funzionano sulla gamma audio, tipicamente da circa 20 Hz a 20 kHz e oltre, e sono spesso usati come generatori di onde sinusoidali. Sono spesso utilizzati nelle misurazioni audio della risposta in frequenza e per le misurazioni della distorsione. Di conseguenza devono avere una risposta molto piatta e anche livelli molto bassi di distorsione armonica.
  • Generatore di funzioni: Il generatore di funzioni è un tipo di generatore di segnali utilizzato per generare semplici forme d'onda ripetitive. Tipicamente questo tipo di generatore di segnali produrrà forme d'onda o funzioni come onde sinusoidali, forme d'onda a dente di sega, forme d'onda quadrate e triangolari.

    I primi generatori di funzioni tendevano a fare affidamento su circuiti di oscillatori analogici che producevano direttamente le forme d'onda. I moderni generatori di funzioni possono utilizzare tecniche di elaborazione del segnale digitale per generare le forme d'onda digitalmente e quindi convertirle dal formato digitale in un formato analogico.

    Molti generatori di funzioni tenderanno ad essere limitati alle frequenze più basse poiché è qui che sono spesso richieste le forme d'onda create da questo tipo di generatore di segnali. Tuttavia è possibile ottenere versioni a frequenza più alta.


  • Generatore di impulsi: Come suggerisce il nome, il generatore di impulsi è una forma di generatore di segnali che crea impulsi. Questi generatori di segnali sono spesso sotto forma di generatori di impulsi logici in grado di produrre impulsi con ritardi variabili e alcuni offrono persino tempi di salita e discesa variabili.

    Gli impulsi sono spesso necessari quando si testano vari circuiti digitali e talvolta analogici. La capacità di generare impulsi consente di attivare circuiti o di inviare treni di impulsi a un dispositivo per fornire lo stimolo richiesto.


  • Generatore di segnali RF: Come indica il nome, questo tipo di generatore di segnali viene utilizzato per generare segnali in radiofrequenza o RF.Un generatore di segnali RF può utilizzare una varietà di metodi per generare il segnale. I tipi di generatori di segnali analogici utilizzavano oscillatori a funzionamento libero, sebbene alcuni usassero tecniche di loop bloccato in frequenza per migliorare la stabilità. Tuttavia, la maggior parte dei generatori di segnali RF utilizza sintetizzatori di frequenza per fornire la stabilità e la precisione necessarie. Possono essere utilizzate sia le tecniche di loop ad aggancio di fase che di sintesi digitale diretta. I generatori di segnali RF spesso hanno la capacità di aggiungere modulazione alla forma d'onda. Quelli di fascia bassa possono essere in grado di aggiungere AM o FM, ma i generatori di segnali RF di fascia alta possono essere in grado di aggiungere formati di modulazione OFDM, CDMA, ecc. in modo che possano essere utilizzati per testare sistemi cellulari e wireless.

  • Generatore di segnali vettoriali: Il generatore di segnali vettoriali è un tipo di generatore di segnali RF che genera segnali RF con formati di modulazione complessi come QPSK, QAM, ecc.

    I generatori di segnali vettoriali tendono ad essere utilizzati per testare i moderni sistemi di comunicazione dati, dal Wi-Fi al 4G, i sistemi di telecomunicazioni mobili 5G e molte altre soluzioni di connettività che utilizzano forme d'onda avanzate. Poiché queste forme d'onda utilizzano schemi di modulazione e forme d'onda che utilizzano informazioni di fase, spesso è necessario un generatore di segnali vettoriali.

Formati del generatore di segnali

Come altre forme di apparecchiature di prova elettroniche, i generatori di segnali sono disponibili in una varietà di formati diversi. I tipi di formato disponibili dipendono in una certa misura dal tipo esatto di generatore di segnali, ma ci sono diverse opzioni che possono essere disponibili.

  • Apparecchiature di prova da banco tradizionali: La tradizionale apparecchiatura di prova da banco è la visione di ciò che viene in mente quando si parla di strumenti di prova. La scatola autonoma che include il generatore stesso, l'alimentazione, le funzioni di controllo, il display ei controlli esterni sono ciò che normalmente viene considerato come apparecchiatura di prova. Questi strumenti di test coprono il volume più grande, ma non sono sempre i più adatti poiché anche altre opzioni possono avere i loro vantaggi.
  • Scheda strumento di prova rack: Ci sono moduli di test che possono essere inseriti in un rack di prova I primi sistemi rack includevano VXI, ma oggi PXI è di gran lunga il più utilizzato. Basato sul popolare standard per PC noto come PCI, PXI è uno standard aperto gestito da PXI Systems Alliance, PXISA, che ha preso lo standard PCI e lo ha aggiornato per le applicazioni di strumentazione di test. Il rack è costituito dal sistema rack di base da 19 pollici che include un alimentatore e il primo slot è riservato al controller o al collegamento a un PC esterno. Gli slot per schede rimanenti possono essere utilizzati per gli strumenti di test. È disponibile una buona varietà di generatori di segnali, generatori di funzioni, generatori di forme d'onda arbitrarie, ecc. Questo approccio è ideale per costruire un sistema automatizzato con un numero di unità. Nonostante ciò che si può pensare, è possibile ottenere strumenti di prova PXI ad altissime prestazioni, molti dei quali eguagliano le prestazioni delle apparecchiature di prova da banco.
  • Generatore di segnale USB: Un'altra opzione per molti strumenti di test in questi giorni è quella di utilizzare la potenza di un PC per assumere molte delle funzioni dello strumento di test. Il modulo di test fornisce la funzionalità dell'apparecchiatura di test, in questo caso generando il segnale, ma l'alimentazione, i controlli e il display sono forniti dal PC. Ciò consente di acquistare strumenti a costi molto inferiori, pur mantenendo le capacità e le prestazioni.
  • Usa la forma d'onda generata dal computer: In alcuni casi è possibile generare digitalmente una forma d'onda all'interno di un computer utilizzando un'app o un programma di generazione di segnali. La forma d'onda risultante può essere inviata tramite la presa audio di una scheda audio. Questo percorso offre un percorso molto economico per creare un segnale, ma è limitato dall'uscita dell'audio del PC o della scheda audio. Potrebbe essere l'ideale per alcune applicazioni, ma l'output finale dipende molto dall'audio o dall'output del PC e questo percorso potrebbe non essere l'opzione migliore se è necessaria un'uscita con prestazioni garantite.

Esistono molti formati diversi per i generatori di segnali in termini di formato fisico dello strumento di prova. Se è necessaria un'apparecchiatura autonoma, spesso l'apparecchiatura di prova da banco è il percorso ideale, ma per i sistemi e le aree in cui sono disponibili i PC, altre opzioni possono adattarsi meglio.

I diversi tipi di generatore di segnali sono in grado di produrre diversi tipi di forma d'onda. Questi possono essere utilizzati in diverse applicazioni, alcuni testano apparecchiature RF, altri forniscono stimoli per schede logiche e altri utilizzati in una miriade di aree diverse per fornire i diversi stimoli necessari. Quando si guarda cos'è un generatore di segnali, è necessario determinare il tipo di generatore necessario per il lavoro dato.


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