Signalgeneratoren, auch bekannt verschiedenartig als Funktionsgeneratoren, RF und Mikrowellensignalgeneratoren, Wurf-Generatoren, willkürliche Wellenform-Generatoren, Digitalmuster-Generatoren oder Frequenzgeneratoren sind elektronische Geräte, die das Wiederholen oder Nichtwiederholen elektronischer Signale (entweder in den analogen oder in digitalen Gebieten) erzeugen. Sie werden allgemein im Entwerfen, der Prüfung, der Fehlerbeseitigung und der Reparatur elektronischer oder electroacoustic Geräte verwendet; obwohl sie häufig künstlerischen Nutzen ebenso haben.

Es gibt viele verschiedene Typen von Signalgeneratoren, mit verschiedenen Zwecken und Anwendungen (und an unterschiedlichen Niveaus des Aufwandes); im Allgemeinen ist kein Gerät für alle möglichen Anwendungen passend.

Traditionell sind Signalgeneratoren eingebettete Hardware-Einheiten gewesen, aber seit dem Alter von multimedia-PCs sind flexible, programmierbare Softwaretongeneratoren auch verfügbar gewesen.

Allgemeine Zweck-Signalgeneratoren

Funktionsgeneratoren

Ein Funktionsgenerator ist ein Gerät, das einfache wiederholende Wellenformen erzeugt. Solche Geräte enthalten einen elektronischen Oszillator, ein Stromkreis, der dazu fähig ist, eine wiederholende Wellenform zu schaffen. (Moderne Geräte können Digitalsignal verwenden, das in einer Prozession geht, um Wellenformen zu synthetisieren, die von einem digitalen zum analogen Konverter oder DAC gefolgt sind, eine analoge Produktion zu erzeugen). Die allgemeinste Wellenform ist eine Sinus-Welle, aber Sägezahn, Schritt (Puls), Quadrat und Dreieckswellenform-Oszillatoren ist allgemein verfügbar, wie willkürliche Wellenform-Generatoren (AWGs) sind. Wenn der Oszillator über der Audiofrequenzreihe funktioniert (> 20 Kilohertz), wird der Generator häufig eine Art Modulationsfunktion wie Umfang-Modulation (AM), Frequenzmodulation (FM), oder Phase-Modulation (PM) sowie ein zweiter Oszillator einschließen, der eine Audiofrequenzmodulationswellenform zur Verfügung stellt.

Funktionsgeneratoren werden normalerweise in der einfachen Elektronik-Reparatur und dem Design verwendet; wo sie verwendet werden, um einen Stromkreis unter dem Test zu stimulieren. Ein Gerät wie ein Oszilloskop wird dann verwendet, um die Produktion des Stromkreises zu messen. Funktionsgeneratoren ändern sich in der Zahl von Produktionen, die sie, Frequenzreihe, Frequenzgenauigkeit und Stabilität und mehrere andere Rahmen zeigen.

Willkürliche Wellenform-Generatoren

Willkürliche Wellenform-Generatoren oder AWGs, sind hoch entwickelte Signalgeneratoren, die dem Benutzer erlauben, willkürliche Wellenformen, innerhalb von veröffentlichten Grenzen der Frequenzreihe, der Genauigkeit und des Produktionsniveaus zu erzeugen. Verschieden von Funktionsgeneratoren, die auf einen einfachen Satz von Wellenformen beschränkt werden; ein AWG erlaubt dem Benutzer, eine Quellwellenform in einer Vielfalt von verschiedenen Wegen anzugeben. AWGs sind allgemein teurer als Funktionsgeneratoren, und werden häufig in der verfügbaren Bandbreite höher beschränkt; infolgedessen werden sie allgemein auf das Design des höheren Endes beschränkt und prüfen Anwendungen.

RF und Mikrowelle geben Generatoren Zeichen

RF (Radiofrequenz) und Mikrowellensignalgeneratoren werden verwendet, um Bestandteile, Empfänger zu prüfen, und prüfen Systeme in einem großen Angebot an Anwendungen einschließlich Zellkommunikationen, WiFi, WiMAX, GPS, Audio- und Videorundfunkübertragung, Satellitenverkehrs, elektronischen und Radarkriegs. RF und Mikrowellensignalgeneratoren haben normalerweise ähnliche Eigenschaften und Fähigkeiten, aber werden durch die Frequenzreihe unterschieden. RF Signalgeneratoren ordnen normalerweise von einigen Kilohertz zu 6 GHz an, während Mikrowellensignalgeneratoren eine viel breitere Frequenzreihe von weniger als 1 MHz bis mindestens 20 GHz bedecken. Einige Modelle gehen nicht weniger als 70 GHz mit einer direkten koaxialen Produktion und bis zu Hunderte von GHz, wenn verwendet, mit Außenwellenleiter-Quellmodulen. RF und Mikrowellensignalgeneratoren können weiter als Analogon oder Vektor-Signalgeneratoren klassifiziert werden.

Analoge Signalgeneratoren

Analoge auf einem Sinuswelle-Oszillator gestützte Signalgeneratoren waren vor dem Beginn der Digitalelektronik üblich, und werden noch verwendet. Es gab eine scharfe Unterscheidung im Zweck und Design der Radiofrequenz und Tonfrequenz-Signalgeneratoren.

RF

RF Signalgeneratoren sind dazu fähig, CW (dauernde Welle) Töne zu erzeugen. Die Produktionsfrequenz kann gewöhnlich überall in ihrer Frequenzreihe abgestimmt werden. Viele Modelle bieten verschiedene Typen der analogen Modulation entweder als Serienausstattung oder als eine fakultative Fähigkeit zur Grundeinheit an. Das konnte AM, FM, ΦM (Phase-Modulation) und Pulsmodulation einschließen. Ein anderes gemeinsames Merkmal ist ein eingebauter Abschwächer, der es möglich macht, die Produktionsmacht des Signals zu ändern. Abhängig vom Hersteller und Modell können sich Produktionsmächte von-135 bis +30 dBm erstrecken. Eine breite Reihe der Produktionsmacht ist wünschenswert, da verschiedene Anwendungen verschiedene Beträge der Signalmacht verlangen. Zum Beispiel, wenn ein Signal durch ein sehr langes Kabel zu einer Antenne reisen muss, kann ein hohes Produktionssignal erforderlich sein, um die Verluste durch das Kabel zu überwinden und noch genügend Macht an der Antenne zu haben. Aber wenn man Empfänger-Empfindlichkeit prüft, ist ein niedriger Signalpegel erforderlich zu sehen, wie sich der Empfänger unter niedrigen Bedingungen des Signals zum Geräusch benimmt.

RF Signalgeneratoren sind erforderlich, um zu bedienen und analoge Radioempfänger aufzustellen, und werden für RF Berufsanwendungen verwendet.

NIEDERFREQUENZ

Tonfrequenz-Signalgeneratoren erzeugen Signale in der Tonfrequenz-Reihe und oben. Ein frühes Beispiel war der HP200A Audiooszillator, das erste Produkt, das von Hewlett-Packard Company 1939 verkauft ist. Anwendungen schließen Überprüfungsfrequenzantwort der Audioausrüstung und vielen Gebrauch im elektronischen Laboratorium ein.

Ausrüstungsverzerrung kann mit einer "sehr niedrigen Verzerrung" Audiogenerator als die Signalquelle mit der passenden Ausrüstung gemessen werden, um Produktionsverzerrung zu messen, die mit einem Welle-Analysator oder einfach ganzer harmonischer Verzerrung harmonisch-durch-harmonisch ist. Eine Verzerrung von 0.0001 % kann durch einen Audiosignalgenerator mit einem relativ einfachen Stromkreis erreicht werden.

Vektor-Signalgeneratoren

Mit dem Advent von Digitalkommunikationssystemen ist es nicht mehr möglich, diese Systeme mit traditionellen analogen Signalgeneratoren entsprechend zu prüfen. Das hat zur Entwicklung von Vektor-Signalgeneratoren, auch bekannt als Digitalsignalgeneratoren geführt. Diese Signalgeneratoren sind dazu fähig, digital abgestimmte Radiosignale zu erzeugen, die einige einer Vielzahl von Digitalmodulationsformaten wie QAM, QPSK, FSK, BPSK und OFDM verwenden können. Außerdem, da moderne kommerzielle Digitalnachrichtensysteme fast alle auf bestimmten Industriestandards gestützt werden, können viele Vektor-Signalgeneratoren auf diesen Standards gestützte Signale erzeugen. Beispiele schließen GSM, W-CDMA (UMTS), CDMA2000, LTE, Wi-Fi (IEEE 802.11), und WiMAX (IEEE 802.16) ein. Im Gegensatz verwenden militärische Nachrichtensysteme wie JTRS, die sehr viel legen, der auf der Robustheit und Informationssicherheit wichtig ist, normalerweise sehr Eigentumsmethoden. Um diese Typen von Nachrichtensystemen zu prüfen, werden Benutzer häufig ihre eigenen kundenspezifischen Wellenformen schaffen und sie in den Vektor-Signalgenerator herunterladen, um das gewünschte Testsignal zu schaffen.

Logiksignalgeneratoren

Auch bekannt als 'Datenmuster-Generator' oder öfter 'Digitalmuster-Generator' erzeugt dieser Typ von Signalgeneratoren Logiktypen von Signalen - der Logik 1 und 0's in der Form von herkömmlichen Spannungspegeln ist. Die üblichen Stromspannungsstandards sind: LVTTL, LVCMOS.

Als solcher müssen sie von 'Generatoren des Pulses/Musters bemerkenswert sein, der sich bezieht, um Generatoren Zeichen zu geben, die fähig sind, Logikpulse mit verschiedenen analogen Eigenschaften (wie Pulszeit des Anstiegs/Falls, hohe Länge...) zu erzeugen.

Logiksignalgeneratoren (Digitalmuster-Generatoren) werden als Stimulus-Quelle für einheitliche Digitalstromkreise und eingebettete Systeme - für die funktionelle Gültigkeitserklärung und Prüfung verwendet.

Spezielle Zweck-Signalgeneratoren

Zusätzlich zu den obengenannten Mehrzweckgeräten gibt es mehrere Klassen von für spezifische Anwendungen entworfenen Signalgeneratoren.

Wurf-Generatoren und Audiogeneratoren

Ein Wurf-Generator ist ein Typ des Signalgenerators, der für den Gebrauch im Audio- und den Akustik-Anwendungen optimiert ist. Wurf-Generatoren schließen normalerweise Sinus-Wellen über die Audiofrequenzreihe (20 Hz 20 Kilohertz) ein. Hoch entwickelte Wurf-Generatoren werden auch Kippgeneratoren einschließen (eine Funktion, die die Produktionsfrequenz mehr als eine Reihe ändert, um Frequenzgebiet-Maße zu machen), Mehrwurf-Generatoren (der Produktion mehrere Würfe gleichzeitig, und verwendet werden, um für die Zwischenmodulationsverzerrung zu überprüfen, und andere nichtlineare Effekten), und Ton-Brüche (gepflegt hat, Antwort zu Übergangsprozessen zu messen). Wurf-Generatoren werden normalerweise in Verbindung mit Geräuschpegel-Metern verwendet, wenn man die Akustik eines Zimmers oder eines gesunden Fortpflanzungssystems, und/oder mit Oszilloskopen misst, oder haben Audioanalysatoren spezialisiert.

Viele Wurf-Generatoren funktionieren im Digitalgebiet, Produktion in verschiedenen Digitalaudioformaten wie AES-3 oder SPDIF erzeugend. Solche Generatoren können spezielle Signale einschließen, verschiedene Digitaleffekten und Probleme, wie Ausschnitt, Bammel, Bit-Fehler zu stimulieren; sie stellen auch häufig Weisen zur Verfügung, den mit Digitalaudioformaten vereinigten metadata zu manipulieren.

Der Begriff Synthesizer wird für ein Gerät gebraucht, das Audiosignale für die Musik erzeugt, oder das ein bisschen mehr komplizierte Methoden verwendet.

Computerprogramme

Computerprogramme können verwendet werden, um willkürliche Wellenformen auf einem Mehrzweckcomputer und Produktion die Wellenform über eine Produktionsschnittstelle zu erzeugen. Solche Programme können gewerblich zur Verfügung gestellt werden oder freeware sein. Einfache Systeme verwenden eine Standardcomputerton-Karte als Produktionsgerät, die Genauigkeit der Produktionswellenform beschränkend und Frequenz beschränkend, um innerhalb des Tonfrequenz-Bandes zu liegen.

Videosignalgeneratoren

Ein Videosignalgenerator ist ein Gerät, welche Produktionen Video- und/oder Fernsehwellenformen vorher bestimmt haben, und andere Signale gepflegt haben, Schulden in, oder Hilfe in parametrischen Maßen, Fernseh- und Videosysteme zu stimulieren. Es gibt mehrere verschiedene Typen von Videosignalgeneratoren im weit verbreiteten Gebrauch. Unabhängig vom spezifischen Typ wird die Produktion eines Videogenerators allgemein Synchronisationssignale enthalten, die für das Fernsehen, einschließlich horizontaler und vertikaler synchronisierter Pulse (im Analogon) passend sind, oder Wörter (im digitalen) synchronisieren. Generatoren von zerlegbaren Videosignalen (wie NTSC und FREUND) werden auch ein Colorburst-Signal als ein Teil der Produktion einschließen. Videosignalgeneratoren sind für ein großes Angebot an Anwendungen, und für ein großes Angebot an Digitalformaten verfügbar; viele von diesen schließen auch Audiogenerationsfähigkeit ein (weil die Audiospur ein wichtiger Teil jedes Video- oder Fernsehprogramms oder Films ist).

Technische Tendenzen, die ARB Industrie steuernd

Neue schnelllaufende DACs stellen bis zu 16 Bit Entschlossenheit an Beispielraten über 1 GS/s zur Verfügung. Diese Geräte stellen das Fundament für einen AWG mit der Bandbreite und dynamischen Reihe zur Verfügung, um modernes Radio und Nachrichtenanwendungen anzureden. In der Kombination mit einem Quadratur-Modulator und fortgeschrittener Digitalsignalverarbeitung kann schnelllaufender DACs angewandt werden, um einen voll gezeigten Vektor-Signalgenerator mit der sehr hohen Modulationsbandbreite zu schaffen. Beispiel-Anwendungen schließen kommerzielle Radiostandards wie Wi-Fi (IEEE 802.11), WiMAX (IEEE 802.16) und LTE, zusätzlich zu militärischen Standards wie diejenigen ein, die in der Initiative von Joint Tactical Radio System (JTRS) angegeben sind. Außerdem erlaubt breite Modulationsbandbreite Mehrtransportunternehmen-Signalgeneration, die notwendig ist, um Empfänger angrenzende Kanalverwerfung zu prüfen.

Siehe auch

• A/N URM-25D Signalgenerator, Hardware der 1950er Jahre noch im Gebrauch heute.
• Digitalmuster-Generator, um digitalen (logik)-Typ von Signalen zu erzeugen

Links

• Gratis online Sinus, Quadrat, Sägezahn und Dreieck.WAV Dateigenerator
• Funktionsgenerator & willkürliches Wellenform-Generator-Handbuch
• Das Verstehen von Signalgenerator-Spezifizierungen
• Digitalmuster-Generator (Digitalsignalgenerator) - Hintergrundinformation
• Wellenform-Generator-Grundlagen
• Blog Posten: Alle über ABRS (Wellenform-Generatoren)