Что такое генераторы сигналов специальной формы

Статья о генераторах сигналов специальной формы

Что такое генераторы сигналов специальной формы

Генераторы сигналов специальной формы

Генераторы сигналов специальной формы (тип Г6 по ГОСТ 15094-69) представляют собой источники одиночных или периодических сигналов, форма которых отлична от прямоугольной. Наиболее распространенными формами сигналов являются пилообразная, треугольная, трапецеидальная, колоколообразная и т. п. Такие сигналы необходимы для моделирования входных воздействий при настройке и испытаниях каналов связи, медицинской, геофизической и измерительной аппаратуры.

К настоящему времени еще не разработаны стандарты, классифицирующие эти приборы и определяющие требования к их основным параметрам. Общий подход к нормированию параметров таких генераторов, очевидно, должен быть аналогичен подходу к нормированию параметров всех измерительных генераторов: необходимо указать форму сигнала, параметры, характеризующие форму, в том числе и параметры искажений, пределы регулировки параметров, пределы допускаемых погрешностей установки параметров, нестабильность параметров и т. д.

Для создания достаточно простых и дешевых генераторов сигналов специальной формы широко применяют схемы на основе интеграторов с нелинейной обратной связью через какой-либо пороговый элемент с гистерезисом (например, триггер Шмитта). Структурная схема такого генератора, называемого функциональным, представлена на рис. 1. В процессе интегрирования постоянного напряжения, присутствующего на выходе триггера Шмитта, интегратор формирует линейно изменяющееся напряжение. Когда выходное напряжение интегратора достигает порога срабатывания триггера, триггер переключается, его выходное напряжение меняет знак. Вследствие этого напряжение на выходе интегратора начинает изменяться в противоположную сторону, пока не станет равным нижнему порогу срабатывания триггера. Далее этот процесс периодически повторяется и на выходе схемы формируется симметричное напряжение треугольной формы с одинаковым временем нарастания и спада. Размах этого напряжения и его стабильность определяются в основном установкой и соответственно стабильностью порогов срабатывания триггера. При использовании прецизионных схем нестабильность размаха сигнала может быть снижена до 0,1% за несколько часов работы.


Рис. 1

Частоту формируемого напряжения можно перестраивать в широком диапазоне частот от инфранизких до несколько десятков килогерц, изменяя постоянную времени интегратора. Перестройку частоты можно осуществлять также электрическим путем, регулируя напряжение на входе интегратора, коммутируемое триггером Шмитта. Усложняя схему регулировки этого напряжения, можно добиться формирования несимметричного треугольного (пилообразного) напряжения с регулируемым временем нарастания и спада. На основе полученного треугольного напряжения можно сформировать напряжения трапецеидальной, колоколообразной, синусоидальной формы. Для этого используют нелинейное преобразование сигнала треугольной формы с помощью диодно-резистивных схем, обеспечивающих кусочно-линейную аппроксимацию необходимой характеристики преобразования. Такие схемы достаточно просты и дешевы, однако обеспечивают ограниченный набор формируемых сигналов, критичны в настройке, имеют невысокую точность и стабильность.

Для формирования сигналов произвольной формы в последнее время начинают применяться функциональные генераторы, работающие на основе кусочно-линейного синтеза непосредственно самого сигнала (а не характеристики преобразования треугольного сигнала). В основе таких устройств лежит генератор линейно изменяющегося напряжения, длительностью и амплитудой которого можно управлять. Очевидно, что из серии таких элементарных линейно изменяющихся сигналов, каждый из которых начинается там, где окончился предыдущий, можно сформировать сигнал произвольного вида.

Обычно работой такого генератора управляет микропроцессор, в память которого вводятся параметры (длительность и амплитуда) каждого элементарного сигнала из заранее заданного набора дискретных значений.

Для того чтобы получить исходное значение сигнала, в конце каждого цикла формируется специальный сигнал возврата к началу.

Погрешность формирования сигнала, связанная с его кусочнолинейной аппроксимацией, определяется общим числом используемых элементарных сигналов и дискретностью установки их параметров. Кардинальным решением задачи формирования сигналов произвольной формы с широкими пределами регулировки и высокой стабильностью параметров является создание генераторов на основе цифровых запоминающих устройств (ЗУ) и цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП). Структурная схема такого генератора представлена на рис. 2. Тактовая частота работы устройства задается опорным кварцевым генератором, обеспечивающим высокую стабильность частотно-временных параметров сигнала.


Рис. 2

Сформированные в формирователе адреса кодовые сигналы подаются на запоминающее устройство, в котором записаны коды дискретных отсчетов заданного сигнала. В результате последовательного опроса ячеек ЗУ на его выходе появляется последовательность цифровых сигналов, которая с помощью цифро-аналогового преобразователя преобразуется в необходимый аналоговый сигнал заданной формы. Таким способом можно сформировать сигнал практически любой формы, произвольно менять начальную фазу сигнала, «останавливать» в определенные моменты времени формирование сигнала, запоминать значение сигнала на необходимый интервал времени. Со стороны нижних частот диапазон такого генератора практически ничем не ограничен. Максимальная частота формируемого сигнала определяется быстродействием ЗУ и ЦАП. Характеристики точности такого генератора по выходному напряжению определяются объемом памяти и разрядностью используемого ЗУ, а также характеристиками ЦАП.

Генератор рассмотренного типа представляет собой, по сути дела, специализированную микро-ЭВМ, работающую по жесткой программе воспроизведения определенного набора записанных в ЗУ сигналов. Основной тенденцией дальнейшего развития таких цифровых измерительных генераторов сигналов произвольной формы является использование программируемых микро-ЭВМ на основе микропроцессоров, позволяющих неограниченно расширять набор синтезируемых сигналов, проводить необходимые операции коррекции параметров сигнала и сохранения их временной стабильности в реальном масштабе времени.

Генераторы сигналов

Генераторы сигналов – приборы, позволяющие получать электрические, акустические и иного рода импульсы. Устройства бывают разных видов — обычно прибор подбирают под конкретную цель. Решающими факторами при выборе могут оказаться форма прибора, его статические функции и энергетические показатели. Устройство применяют в разных сферах — как в медицине, так и в быту (стиральные машины, микроволновки).

Историческая справка

Первый генератор был создан в 1887 году немецким физиком Германом Герцем. Прибор разрабатывался на основе индукционной катушки (или катушки Румкорфа). Он был искровым и вырабатывал электромагнитные волны. Потом история развивалась так:

  • 1913 г. Другой немецкий ученый, Александр Мейснер, создал электронный генератор с ламповым каскадом и общим катодом.
  • 1915 г. Появилась ламповая (или индуктивная) схема. Включение контура было автотрансформаторным, что отличало его от ранних изобретений. Идея принадлежала американскому физику Ральфу Хартли.
  • 1919 г. На этот раз идея снова принадлежит американцам. Ученый Эдвин Колпитц создал устройство на электронной лампочке, подключаемое к колебательному контуру посредством емкостного разделителя напряжения.

Это было лишь начало. Позже инженерами разных стран было создано множество вариаций электронных генераторов.

Как устроен генератор сигналов?

Устройство генерирует импульсы различной природы для замера параметров электронных приборов. Большинство генераторов работает только при наличии входного импульса, амплитуда которого постоянно меняется.

Стандартная модель сигнального генератора состоит из нескольких частей:

  1. Экран на передней панели. Нужен для отслеживания колебаний и управления ими.
  2. Редактор. Расположен в верхней половине экрана. Позволяет выбрать функцию.
  3. Секвенсор. Размещён чуть ниже редактора, дает информацию о частоте колебаний.
  4. Регулятор. Контролирует и настраивает частоту изменений.
  5. Выходы сигналов. Обычно располагаются под экраном в самом низу прибора. Рядом – кнопка включения оборудования.

Смещение сигнала и его амплитуда обычно регулируются 2 кнопками. Работа с файлами происходит через мини-панель. Она дает пользователю просмотреть результаты тестирования или сохранить их для будущего анализа.

Принцип действия

Рассмотрим схему действия на примере простейшего электронного генератора. Есть проводник и магнитное поле, по которому он движется. В качестве проводника обычно используют рамку.

Принцип действия таков:

  1. Рамка крутится внутри поля и пересекает линии магнитной индукции, отчего образуется электродвижущая сила.
  2. Электродвижущая сила воздействует на ток, который начинает двигаться по рамке.
  3. Электроток проникает в наружную цепь за счет контактных колец.

Схема генератора похожа на схему усилителя. Разница в том, что у первого нет источника входного сигнала. Он заменяется сигналом положительной обратной связи (ПОС).

В процессе обратной связи (ОС) часть выходного сигнала направляется на входную цепь. Структура такого импульса задается спецификой цепи обратной связи. Чтобы обеспечить нужную периодичность колебаний, цепи ОС создают на базе LC или RC-цепей. Частота будет зависеть от времени перезарядки конденсатора.

После формировки в цепи ПОС сигнал отправляется на вход усилителя. Там он умножается в несколько раз и поступает на выход. Оттуда часть отправляется на вход посредством цепи ПОС и снова ослабляется, возвращаясь к исходному значению. Благодаря такой схеме внутри устройства поддерживается постоянная амплитуда выходного сигнала.

Как устроен генератор смешанных сигналов?

Принцип действия генератора смешанных импульсов направлен на то, чтобы ускорить образование сигналов и воспроизводить их с максимальной точностью. Передняя панель прибора снабжена органами управления для контроля самых важных и часто изменяемых параметров. Менее востребованные и редко используемые функции можно найти в меню на основном экране.

Регулятором уровня устанавливается амплитуда движения выходного сигнала. Амплитуду и смещение можно регулировать без входа в многоуровневую систему меню.

Отдельный регулятор также позволяет изменить частоту дискретизации путем изменения периодичности выходного сигнала. При этом форму последнего этот настройщик изменить не сможет. Такая функция есть лишь в меню на основном экране редактирования. Форму выбирают при помощи сенсорной панели или мышки. Пользователь открывает нужную страницу и просто заполняет бланк с цифровой клавиатуры или поворотной ручкой.

Читайте также  Функция генератор холодной плазмы

Виды генераторов сигналов

Приборы различаются по ряду характеристик. Например, по форме сигнала (синусоидальные, прямоугольные, в виде пилы), по частоте (низкочастотные, высокочастотные), по принципу возбуждения (независимое, самовозбуждение). Однако существует несколько основных видов — о них и расскажем подробнее.

Синусоидальный

Прибор усиливает первоначальный синусоидный код в десятки раз. На выходе получается частота до 100 МГц. При этом исходный синус, как правило, не превышает 50 МГц. Генераторы синусоидального импульса активно используют при проверке блоков питания, инверторов и другой высокочастотной техники, а также радиоаппаратуры.

Генератор низкочастотный

Ниже схема самого простого низкочастотного генератора. На ней видно, что в приборе присутствуют переменные резисторы. Они позволяют корректировать форму и частоту сигнала. Изменить силу импульса можно подключенным модулятором KK202.

Такой прибор подойдет для настройки аудиоаппаратуры (звуковых усилителей, проигрывателей). Наиболее доступным вариантом низкочастотного генератора является обычный компьютер. Достаточно скачать драйверы и подключить его к аппаратуре через переходник.

Генератор звуковой частоты

Стандартная конструкция с микросхемами внутри. Напряжение подается в селектор, а сам сигнал генерируется в одной или нескольких микросхемах. Частоту можно настраивать при помощи модуляционного регулятора. Прибор отличается более обширным диапазоном частоты, чем аналоги (до 2000 кГц).

Импульсы произвольной формы

Генераторы с импульсами произвольной формы имеют повышенную точность. Погрешность минимальная — до 3%. Выходной импульс подвергается тонкой регулировке с применением шестиканального селектора. Прибор вырабатывает частоту от 70 Гц.

Устройства делят по степени синхронизации. Зависит она от типа коннектора, который установлен в прибор. Поэтому сигнал может усиливаться за 15-40 ньютон-секунд. Некоторые модели работают на 2 режимах – линейном и логарифмическом. Режим меняется переключателем, за счет чего корректируется амплитуда.

Контроллеры сложных сигналов

В сборке присутствуют только многоканальные селекторы, так как приборы получают импульсы сложной формы. Сигналы многократно усиливаются, режим можно изменить при помощи регулятора. Вариацией такого прибора считается DDS (устройство по схеме прямого цифрового синтеза).

Базовая плата оборудуется микроконтроллерами, которые легко снимаются и ставятся на место. В некоторых моделях можно заменить микроконтроллер одним движением. Если редактор монтированный, ограничители установить нельзя. Прибор генерирует измерительный сигнал мощностью до 2000 кГц с погрешностью до 2%.

Генератор цифрового сигнала

Цифровые генераторы популярны, потому что отличаются высокой точностью. Пользоваться ими удобно, однако они нуждаются в тщательной настройке. Здесь стоят коннекторы KP300, резисторы достигают сопротивления от 4 Ом. Это позволяет добиться предельно допустимого внутреннего напряжения в схеме.

Области применения

Генераторы сигналов используют современные лаборатории разработчиков электронных и измерительных приборов. Одинаковые генераторы могут применяться в кабинетах от начального до продвинутого уровня.

Однако эти функциональные устройства применяют для настройки и тестирования оборудования и в областях, более доступных обывателю. Вот лишь неполный список устройств, которые используют генераторы:

  • мобильные телефоны, техника для передачи данных, радио- и телеприемники;
  • вычислительные приборы;
  • инверторы, источники бесперебойного питания от электричества или импульсов;
  • бытовые приборы (СВЧ-печи, стиральные и посудомоечные машины);
  • измерительные приборы (амперметры, вольтметры, осциллографы);
  • медицинская аппаратура (томографы, электрокардиографы, аппараты УЗИ).

Находчивые пользователи применяют устройства и для иных целей. Например, прибором Tektonix AFG 3000 измеряли емкости, а RStamp SMA100A хорошо показал себя в регулировке аэронавигационных систем.

Генераторы cигналов специальной формы

Количество каналов: 2; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 20 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±2×10 -5 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик, Импульс- 2,5 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 14; Память (СПФ): 16 кБ; Виды модуляции: AM, ЧМ, ФM, ЧМн, SUM, ШИМ, АМн, ФМн; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): TFT, 480 х 272, 11 см; Особенности: Все выходы полностью гальванически развязаны. Встроенный усилитель до 20 Вт на нагрузке 8 Ом. Прямой цифровой синтез, разрешение по частоте 1 мкГц. Формы сигнала — стандартные (6 видов), произвольная форма (65 видов). Возможность редактирования СПФ без подключения к ПК. Встроенный частотомер до 150 МГц. Усиленная изоляция между выходами с поддержкой режима объединения с ИП постоянного тока (каскадное подключение) для увеличения амплитуды Uвых (AC-DC) до +42 В или -42 В. Программное обеспечение AWES для формирования сигналов произвольной формы.; Интерфейс: USB; Госреестр СИ: №78118-20 до 27.04.2025 г.

Количество каналов: 3; Частотный диапазон ОТ: 1мкГц; Частотный диапазон ДО: 60 МГц, Импульс- 25 МГц, ВЧ-выход- 320 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±2×10 -5 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик, Импульс- 2,5 Впик-пик, ВЧ-выход- 1 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 14; Память (СПФ): 16 кБ; Виды модуляции: AM, ЧМ, ФM, ЧМн, SUM, ШИМ, АМн, ФМн; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): TFT, 480 х 272, 11 см; Особенности: Все выходы полностью гальванически развязаны. Прямой цифровой синтез, разрешение по частоте 1 мкГц. Формы сигнала — стандартные (6 видов), произвольная форма (65 видов). Возможность редактирования СПФ без подключения к ПК. Встроенный частотомер до 150 МГц. Усиленная изоляция между выходами с поддержкой режима объединения с ИП постоянного тока (каскадное подключение) для увеличения амплитуды Uвых (AC-DC) до +42 В или -42 В. Программное обеспечение AWES для формирования сигналов произвольной формы.; Интерфейс: USB; Госреестр СИ: №78118-20 до 27.04.2025 г.

Генератор AКИП-3404 Arb-Студия

Количество каналов: 2; Цифровой выход: нет; Частотный диапазон ОТ: 2 мкГц; Частотный диапазон ДО: 125 МГц; Выходной уровень (максимум): 12 Впик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 2 МБ; Виды модуляции: ШИМ, АМ, ЧМ, ФМ, ЧМн, ЧМн, ФМн; ГКЧ: Да; Особенности: USB генератор произвольной формы по технологии ARB и прямого цифрового синтеза по технологии DDS. Частота дискретизации до 1 ГГц. Режим формирования произвольного сигнала из различных сегментов (1. 1024) с возможностью циклического повторения сегмента в последовательности (1. 8.589.934.591). Возможность формирования сигнала по заданной математической формуле. Поддержка мультиканального (до 8 генераторов) синхронного режима работы (макс. до 32 каналов).; Интерфейс: USB; Госреестр СИ: №73902-19 до 08.02.2024 г.

Количество каналов: 1; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 5 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -4 опция ±2×10 -7 ; Выходной уровень (минимум): 2 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 14; Память (СПФ): 16 кБ; Виды модуляции: АМ ЧМ ФМ ШИМ АМн ЧМн; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): ЖК 320х240 9 см; Особенности: Прямой цифровой синтез (DDS). Стандартные формы сигнала — 5 видов. Режим формирования сигнала произвольной формы до 5 МГц, дискретизация до 125 МГц (46 форм). ПО для формирования сигналов СПФ (EasyWave).; Интерфейс: USB Опция — GPIB; Госреестр СИ: №66780-17 до 27.02.2022 г.

Количество каналов: 2; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 40 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 (опция ±2×10 -7 ); Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 8 МБ; Виды модуляции: АМ, ЧМ, ФМ, АМн, ЧМн, ШИМ; ГКЧ: Да; BURST Пакетный режим: Да; Экран (см, разрешение): ЖК, сенсорный, 480х272, 11 см; Особенности: Прямой цифровой синтез (DDS). Технология TrueArb для формирования достоверных сигналов произвольной формы. Стандартные формы сигналов — 5 видов. Режим формирования сигнала произвольной формы до 20 МГц, дискретизация до 300 МГц. ПО для формирования сигналов СПФ (EasyWave). Частотомер до 200 МГц.; Интерфейс: USB, LAN, Опция — GPIB; Госреестр СИ: №66780-17 до 27.02.2022 г.

Количество каналов: 2; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 80 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±2×10 -6 опция ±2×10 -7 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 14; Память (СПФ): 1 МБ; Виды модуляции: АМ ЧМ ФМ ШИМ СУМ ЧМн 4FSK QFSK ФМн 4PSK Амн OSK; ГКЧ: Да; BURST Пакетный режим: Да; Экран (см, разрешение): TFT 480х272 11 см; Особенности: Два полностью независимых источника колебаний. Стандартные формы сигналов — 7 вида. Режим формирования сигнала произвольной формы, дискретизация до 500 МГц (146 видов). Режим SUM, сложение 2-х выходных сигналов. Встроенный частотомер до 350 МГц. Формирование выходного сигнала путем задания гармоник (50 макс.) Опция — усилитель мощности до 2 Вт, 50 Ом.; Интерфейс: USB LAN; Госреестр СИ: №70738-18 до 28.03.2023 г.

Читайте также  Установка ремня генератора м104

Генератор АКИП-3421 (1М)

Количество каналов: 2; Цифровой выход: 16/32 опция; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 600 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 ; Выходной уровень (минимум): 5 мВ; Выходной уровень (максимум): 5 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 14; Память (СПФ): 1 МБ; Виды модуляции: АМ, ЧМ, ФМ, ЧМн, ФМн, ШИМ; Пакетный режим: Да; Экран (см, разрешение): 17,8 см 1024х600; Особенности: Генератор 3 в 1 – функциональный генератор, генератор сигналов произвольных форм, генератор кодовых последовательностей (опция). Дифференциальные выходы, маркерные выходы. Высота 3U, возможность монтажа в 19” стойку.; Интерфейс: USB, LAN;

Количество каналов: 2; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 500 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 (опция ±2×10 -7 ); Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 20 МБ; Виды модуляции: АМ, ЧМ, ФМ, АМн, ЧМн, ШИМ; ГКЧ: Да; BURST Пакетный режим: Да; Экран (см, разрешение): ЖК, сенсорный, 480х272, 11 см; Особенности: Прямой цифровой синтез (DDS). Технология TrueArb для формирования достоверных сигналов произвольной формы. Стандартные формы сигналов — 5 видов. Режим формирования сигнала произвольной формы до 50 МГц, дискретизация до 300 МГц (DSS), 2,4 ГГц (интерполяция в режиме TrueArb), память 20 МБ. ПО для формирования сигналов СПФ (EasyWave). Частотомер до 200 МГц.; Интерфейс: USB, LAN, Опция — GPIB; Госреестр СИ: №71343-18 до 01.06.2023 г.

Количество каналов: 1; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 20 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 опция ±1×10 -7 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 1 МБ; Виды модуляции: AM ЧМ ФМ ЧМн BPSK ШИМ SUM опция — I/Q; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): да; Особенности: Технология генерации сигналов Trueform. Формы сигнала — стандартные (8 видов). Встроенный Web-сервер для дистанционного управления генератором.; Интерфейс: LAN USB GPIB; Госреестр СИ: №72915-18 до 26.10.2023 г.

Количество каналов: 2; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 20 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 опция ±1×10 -7 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 1 МБ; Виды модуляции: AM ЧМ ФМ ЧМн BPSK ШИМ SUM опция — I/Q; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): да; Особенности: Технология генерации сигналов Trueform. Формы сигнала — стандартные (8 видов). Встроенный Web-сервер для дистанционного управления генератором.; Интерфейс: LAN USB GPIB; Госреестр СИ: №72915-18 до 26.10.2023 г.

Количество каналов: 1; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 20 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 опция ±1×10 -7 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 1 опция — 16 МБ МБ; Виды модуляции: AM ЧМ ФМ ЧМн BPSK ШИМ SUM опция — I/Q; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): да; Особенности: Технология генерации сигналов Trueform. Формы сигнала — стандартные (8 видов), произвольная форма (10 видов), дискретизация до 250 МГц. Встроенный Web-сервер для дистанционного управления генератором. Программное обеспечение для формирования сигналов произвольной формы. Возможность редактирования СПФ без подключения к ПК.; Интерфейс: LAN USB GPIB; Госреестр СИ: №72915-18 до 26.10.2023 г.

Количество каналов: 2; Частотный диапазон ОТ: 1 мкГц; Частотный диапазон ДО: 20 МГц; Опорный генератор (погрешность установки частоты): ±1×10 -6 опция ±1×10 -7 ; Выходной уровень (минимум): 1 мВпик-пик; Выходной уровень (максимум): 10 Впик-пик; Выходной импеданс (Ом): 50; ЦАП (бит): 16; Память (СПФ): 1 опция — 16 МБ МБ; Виды модуляции: AM ЧМ ФМ ЧМн BPSK ШИМ SUM опция — I/Q; ГКЧ: да; BURST Пакетный режим: да; Экран (см, разрешение): да; Особенности: Технология генерации сигналов Trueform. Формы сигнала — стандартные (8 видов), произвольная форма (10 видов), дискретизация до 250 МГц. Встроенный Web-сервер для дистанционного управления генератором. Программное обеспечение для формирования сигналов произвольной формы. Возможность редактирования СПФ без подключения к ПК.; Интерфейс: LAN USB GPIB; Госреестр СИ: №72915-18 до 26.10.2023 г.

ГЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ

Генераторы находят применение в измерительной технике, в моделирующих и решающих устройствах, в системах кодирования и декодирования сигналов. С помощью этих сигналов осуществля­ются настройка и коррекция узлов приемных устройств. В частности, они могут служить для управления частотой гетеродинов.

Применяются они и в качестве опорных сигналов при выделении полезного сигнала из шумов.

Сигналы специальной формы можно формировать двумя спосо­бами: дискретным и аналоговым. Дискретный способ формирования основан на импульсных схемах, которые формируют весовые токи или напряжения. Суммирование весовых величин в определенной последовательности позволяет получить сигналы любого вида. Ана­логовый способ формирования различных сигналов значительно про­ще дискретного, но его возможности значительно ограничены. Этот способ применяется в основном при формировании сигналов тре­угольного и трапецеидального вида. Эти сигналы получили наиболь­шее распространение. Существует большое число устройств, формирующих эти сигналы. Многие из схем обладают малым коэффици­ентом нелинейности. В наиболее совершенных устройствах коэффи­циент нелинейности составляет десятые доли процента. В основу их положен принцип заряда конденсатора постоянным током. Слож­ность схемы определяется линейностью выходного сигнала. Очень часто схемы должны обеспечивать достаточно большой ток в на­грузке. Так, в телевизионных отклоняющих системах ток должен быть более 1 А. Схемы включения ОУ, которые применяются в уст­ройствах, можно найти в гл. I.

ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Формирователи с генератором тока. Управляемые генера­торы пилообразного сигнала (рис. 11.1) используют заряд конден­сатора от генератора постоянного тока. В первой схеме генератор построен на биполярном транзисторе, а во второй — на полевом. Коллекторный ток биполярного транзистора определяется резисто­ром R3 и опорным напряжением стабилитрона VD1. Амплитуда вы­ходного сигнала определяется выражением U = Iк/fС, где f — ча­стота импульсов входного сигнала. Максимальная амплитуда вы­ходного сигнала будет равна 4 В. Для увеличения амплитуды необ­ходимо увеличить напряжение источника питания. Во второй схеме ток полевого транзистора определяется Iс= (Uo/R1)C, где Uo — пороговое напряжение полевого транзистора.

Генераторы на однопереходном транзисторе.Простым генера­тором пилообразного напряжения является -схема, построенная на однопереходном транзисторе (рис. 11.2, а). Пилообразное напряже­ние формируется на конденсаторе С1. Зарядный ток конденсатора определяется резисторами R3 и R4. При изменении емкости конден­сатора С1 от 1 мкФ до 200 пФ частота повторения импульсов ме­няется от 10 Гц до 200 кГц. С помощью резистора R3 частоту импульсов можно менять в 50 раз. Коэффициент нелинейности пилообразного напряжения менее 10%.

Для получения сигнала пилообразной формы с линейностью око­ло 1 — 3% следует применять схему рис. 11.2,6. В этой схеме кон­денсатор С1 заряжается от генератора тока, собранного на тран­зисторе VT2. Управление зарядным током осуществляется рези­стором R3.

Рис. 11.1

Рис. 11.2

На рис. 11.2, в изображена схема генератора, на выходе кото­рого формируется спадающее пилообразное напряжение. Заряд кон­денсатора С1 осуществляется через резистор R3 и диод VD1. Транзисторы VT1 и VT2 в это время закрыты. При определенном напряжении на конденсаторе открывается транзистор VT1 и закры­вается диод. На резисторе R2 появляется напряжение, которое открывает транзистор VT2. Через этот транзистор начинает проте­кать ток, который линейно разряжает конденсатор. Напряжение на конденсаторе падает. К концу разряда диод открывается, ток эмит­тера транзистора VT1 уменьшается и рабочая точка, расположен­ная на падающем участке вольт-амперной характеристики, стано­вится нестабильной. Это вызывает регенеративный процесс умень­шения тока и быстрое выключение транзистора. После этого про­цесс повторяется.

Если вместо резистора R3 на рис. 11.2, в поставить генератор тока, как показано на рис. 11.2,6, то можно получить выходной сигнал треугольной формы. В этой схеме заряд и разряд конденса­тора осуществляется генераторами тока. Плавно меняя зарядные и разрядные токи с помощью резисторов R3 и R4, можно менять фронт сигнала.

Генераторы на лавинных транзисторах. Для получения сигна­лов пилообразной или треугольной формы можно применять схемы, в которых управляющим элементом является транзистор, работаю­щий в режиме лавинного пробоя. В схемах на рис. 11.3 применены транзисторы интегральной микросхемы К.101КТ1А.

Читайте также  Чем открутить обгонную муфту генератора фольксваген

На рис. 11.3.а приведена схема генератора сигнала треугольной формы. В этой схеме транзисторы используются в инверсном вклю­чении. На выходе формируется сигнал с амплитудой 4 — 5 В и частотой 7 кГц. Другая схема, рис. 11.3, б, используют нормальное вклю­чение транзисторов. Амплитуда выходного сигнала может доходить до 60 В при частоте 100 кГц. В этих схемах происходит поочеред ное включение транзисторов. Конденсатор поочередно заряжается через резисторы R1 и R2. Высокая идентичность параметров тран­зисторов позволяет получить хорошую симметрию треугольного сигнала.

Рис. 11.3

Для получения сигналов ступенчатой формы можно применить схемы, изображенные на рис. 11.3, в, г. На рис. 11.3, г изображен управляемый генератор, который формирует сигнал при поступлении на вход отрицательного импульса. Этот импульс закрывает нижний транзистор. Верхний транзистор, включенный в инверсном режиме, открывается, когда на конденсаторе С1 напряжение возрастет при­мерно до 8 В. В результате открывания верхнего транзистора про­исходит заряд конденсатора С2. Когда потенциалы этих конденса­торов сравняются, верхний транзистор закроется. Такой процесс происходит до тех пор, пока на конденсаторе С2 напряжение будет меньше пробоя нижнего транзистора. Нижний транзистор включен в нормальный режим, и его потенциал пробоя лежит в районе 40 В. При этом напряжении нижний транзистор открывается и разря­жает конденсатор С2. На выходе формируется сигнал ступенчатой формы: амплитуда около 20 В, частота следования сигнала 2,5 кГц, длительность ступеньки 20 мкс, время нарастания 1 мкс, число сту­пенек 20.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Генераторы сигналов специальной формы АКИП-3420

  • Сводка
  • Описание типа
  • new Поверители 12

Генераторы сигналов специальной формы серии АКИП-3420 (далее по тексту — генераторы) предназначены для генерации сигналов стандартных форм: синусоидальной, прямоугольной, треугольной, импульсной, шумовой, постоянного тока, а также сигналов произвольной формы.

Скачать

Информация по Госреестру

Основные данные
Номер по Госреестру 70738-18
Наименование Генераторы сигналов специальной формы
Модель АКИП-3420
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 1 год
Страна-производитель КИТАЙ
Срок свидетельства (Или заводской номер) 28.03.2023
Производитель / Заявитель

Фирма «SHIJIAZHUANG SUIN INSTRUMENTS CO., Ltd.», Китай

Назначение

Генераторы сигналов специальной формы серии АКИП-3420 (далее по тексту — генераторы) предназначены для генерации сигналов стандартных форм: синусоидальной, прямоугольной, треугольной, импульсной, шумовой, постоянного тока, а также сигналов произвольной формы.

Описание

Генераторы представляют собой лабораторные многофункциональные измерительные приборы, принцип действия которых основан на технологии прямого цифрового синтеза, позволяющего получать стабильные, высокоточные сигналы с низким коэффициентом нелинейных искажений.

На передней панели генератора находится цветной жидкокристаллический дисплей, состоящий из двух частей: в верхнем окне отображается форма генерируемого сигнала, в нижнем окне — его параметры. Справа от дисплея находится вертикальный ряд функциональных кнопок, с помощью которых пользователь может выбрать различные формы генерируемых функций и типы функций модуляции, а под дисплеем расположен горизонтальный ряд кнопок управления меню, используемых для настроек параметров генераторов. В нижней части панели расположены выходные разъемы двух каналов, разъем внешней синхронизации и разъем для USB-накопителя.

Для ввода цифровых параметров на передней панели имеется три группы органов управления: курсорные кнопки (со стрелками), вращающийся регулятор параметров и цифровая клавиатура.

На задней панели генераторов имеется разъем для подключения шнура питания, разъемы интерфейсов USB и LAN для подключения генераторов к ПК, входные разъемы для подачи внешнего тактового сигнала 10 МГц, сигнала внешней модуляции и запуска отдельно для каждого канала, вход встроенного частотомера для контроля частоты сигнала и выходной разъем внутреннего опорного генератора 10 МГц.

Генераторы выпускаются в следующих модификациях: АКИП-3420/1, АКИП-3420/2, АКИП-3420/3, которые отличаются верхней границей диапазона частот.

Внешний вид генераторов и место нанесения знака утверждения типа приведены на рисунке 1. Вид задней панели генераторов и схема пломбировки от несанкционированного доступа (один из винтов задней панели) приведена на рисунке 2.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) генераторов установлено на внутренний контроллер и служит для управления режимами работы, выбора встроенных основных и дополнительных функций.

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений — «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Характеристики программного обеспечения

Идентификационные данные (признаки)

Идентификационное наименование ПО

Номер версии (идентификационный номер ПО)

не ниже 1800B.1.0.0

Примечание — номер версии ПО определяется по последним трем цифрам

Рисунок 2 — Вид задней панели генераторов и схема пломбировки от несанкционированного доступа (Б)

Технические характеристики

приведены в таблицах 2 — 10.

Таблица 2 — Метрологические и технические характеристики

Генератор сигналов специальной формы

ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ

Тихоокеанский государственный университет, , т.: (42,

Целью работы является разработка генератора видеоимпульсов и радиоимпульсов специальной формы с регулировкой амплитуды, частоты и скважности, который широко используется для тестирования и калибровки устройств автоматики и связи. Генератор разработан в программной среде LabView7.1, т. к. этот программный комплекс является наиболее простым и доступным способом реализации поставленной задачи. Программный пакет LabView является мощным инструментом исследования, способным заменить целую лабораторию различных приборов и обладает мощными библиотеками функций для решения различных задач. Он включает в себя библиотеки инструментов для сбора данных, обмена данными с устройства GPIB (Многофункциональный Интерфейс фирмы HP), анализа данных, представления данных, хранения обработанных данных на носителях различного типа.

2. Теоретическая часть

Обычно в технических системах информация передается с помощью импульсных сигналов. Встречаются видеоимпульсы и радиоимпульсы. Радиоимпульс отличается наличием частоты заполнения внутри огибающей видеоимпульса. В теории информации доказывается, что эти два типа сигналов различны между собой по спектральным характеристикам. По форме можно различить видеоимпульсы стандартной формы (прямоугольные, треугольные, пилообразные, колоколообразные, трапециевидные, экспоненциальные и др.). Для получения импульсного напряжения или тока применяются генераторы. Форма импульса, на выходе генератора зависит от схемотехнического устройства генератора (генераторы на биполярных транзисторах, генераторы на операционных усилителях). Генераторы должны иметь регулировки основных параметров генерируемых импульсов. Основными параметрами импульса являются амплитуда, длительность импульса, длительность фронта и длительность среза.

Амплитуда импульса Um — наибольшее значение напряжения импульсного сигнала.

Длительность импульса tu — продолжительность импульса во времени.

Длительность фронта и длительность среза определяют меж­ду уровнями 0,1 и 0,9 от амплитудного значения.

Параметрами последовательности импульсов явля­ются период повторения, частота повторения, пауза, коэффициент заполнения и скважность.

Период повторения импульсов Т — интервал времени между соот­ветствующими точками двух соседних импульсов.

Частота повторе­ния импульсов f1 – величина, обратная периоду f1=1/Т.

Пауза tп — интервал времени между окончанием одного и началом следующего импульсов.

Коэффициент заполнения К3 характеризуется отношением дли­тельности импульсов к периоду их следования К3 = tu/T.

Скважность импульсов Q— величина, обратная коэффициенту за­полнения Q =T/tu.

В программном пакете LabView7.1 есть много различных генераторов сигналов стандартной формы и можно частично реализовать поставленную задачу, используя встроенные ВП. Но весьма сложно добиться желаемого результата от прибора, не зная его внутреннего строения. Кроме того, поставленная задача требовала создания генератора импульсных сигналов произвольной формы, что невозможно было реализовать с использованием стандартных средств. Поэтому было принято решение разработать генераторы требуемой формы с использованием математического аппарата.

Способов реализации генераторов можно привести несколько:

Например, с помощью суммирования гармонических составляющих в один сигнал (ряд Фурье). Но чтобы получить сигнал с требуемыми параметрами, надо четко знать амплитуды и фазы большого числа гармоник. Это сложно и громоздко.

Вторым способом реализации является изучение схемотехнических решений генераторов и попытка построения блок-диаграммы ВП на основе электрической принципиальной схемы реального прибора. Но программная среда LabView не предназначена для работы с элементами электроники.

Третий способ – математическое моделирование сигналов.

Пусть 1(t-t0)- единичная ступенчатая функция, принимающая значение 0 при t

Яков Кузнецов/ автор статьи

Приветствую! Я являюсь руководителем данного проекта и занимаюсь его наполнением. Здесь я стараюсь собирать и публиковать максимально полный и интересный контент на темы связанные ремонтом автомобилей и подбором для них запасных частей. Уверен вы найдете для себя немало полезной информации. С уважением, Яков Кузнецов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
NEVINKA-INFO.RU
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: