2. GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "2. GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II"

Květa Šimková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 . GENERÁTORY MĚŘICÍCH SIGNÁLŮ II Generátory s nízkým zkreslením VF generátory harmonického signálu Pulsní generátory X38SMP P 1

2 Generátory s nízkým zkreslením Parametry, které se udávají zkreslení: a) THD - Total Harmonic Distortion - popisuje celkové harmonické zkreslení) - je dáno poměrem výkonů vyšších harmonických složek ku základní harmonické H THD( ) = + H3 + L+ H H kde H i je efektivní hodnota i-té harmonické složky. - THD se obvykle vyjadřuje v db: - pokud jsou harmonické složky uvedeny v db, je nutné je před výpočtem THD převést užitím vztahu Hi ( V ) Hi ( db) = 0log H FS ( V ) b) celkové zkreslení zahrnuje i subharmonické (SH j ) a významné neharmonické složky (tzv. spurious S k ) TD( db) = 0 log 1 n H i + SH j + i= j H1 k S n THD( db) = 0 log THD( ) k X38SMP P

3 Nízké zkreslení: obvykle cca -100 db základní druhy generátorů s nízkým zkreslením: - generátory využívající RC oscilátor - generátory využívající ČA převodník X38SMP P 3

4 Generátory využívající RC oscilátor Dva základní bloky: - blok generování signálu laděný obvod složen ze dvou odporů a dvou kondezátorů zapojeních jako T-článek - blok stabilizace amplitudy signálu Typický příklad: KROHN-HITE. 440B X38SMP P 4

5 Generátory využívající ČA převodník Struktura: - generovaní signálu s použitím přímé číslicové syntézy DDS (Direct Digital Synthesis) - ČA převodník s vysokým rozlišením - kaskáda filtrů (obvykle dolní propust druhého řádu), které slouží k potlačení rušivých složek vyšších harmonických. generovaní signálu s použitím přímé číslicové syntézy kaskáda filtrů Výstupní výkonový zesilovač a útlumový člen ČA převodník s vysokým rozlišením Synchronizace Výhody: Nevýhody: Přesné nastavení kmitočtu (krystal), možnost synchronizace Obvykle vyšší neharmonické složky popř. fázový šum (krátkodobé kolísání kmitočtu) X38SMP P 5

6 Měření parametrů generátoru s nízkým zkreslením Přímé měření spektrálním analyzátorem není obvykle možné pro tento případ obvykle nemají spektrální analyzátory dostatečné dynamické rozsahy. Je nutné potlačit základní harmonickou generovaného signálu pomocí pásmové zádrže. Generátor 1 Spektrální analyzátor PZ 1. Generátor se nastaví na frekvenci odpovídající použité pásmové zádrži. Přepínač se přepne do polohy 1, na spektrálním analyzátoru se nastaví úroveň vstupního signálu 0 db. 3. Přepínač se přepne do polohy 1, frekvence generátoru se dostaví tak, aby základní harmonická byla co nejvíce potlačena. 4. Změří se vyšší harmonické složky (je třeba respektovat, že pásmová zádrž částečně potlačí i druhou resp. třetí harmonickou - je nutná korece). X38SMP P 6

7 Rozdělení podle principu VF generátory harmonického signálu 1. Signální generátory pracující na heterodynním principu, kde je modulace aplikována na mezifrekvenční signál a potom převeden do požadovaného frekvenčního pásma. Signální generátory s přímou modulací pomocí IQ modulátoru. Výhody a nevýhody: Heterodynní architektura snadněji vytváří signály (směšovačem), avšak vyžaduje filtrování signálu na výstupu směšovače pro získání požadovaného signálu (pásma). Tzv. architektura modulace direct-at-rf zjednodušuje RF konverzi, ale vyžaduje širokopásmový IQ modulátor. X38SMP P 7

8 Signální generátory pracující na heterodynním principu Generování nosné - přeladitelné LC oscilátory - krystalem řízené oscilátory s nastavením kmitočtu pomocí PLL Přepínání frekvenčních rozsahů Laditelný VF osc. Tvarov. obvod Čísl. dělič kmitočtu Amplitud. modulátor Laděný filtr ŠZ Zdroj ladícího napětí U ladící FM Měření frekvence výstupního signálu GMN AM Čítač Měření úrovně výstupního napětí VA Nastavení frekvence Nastavení úrovně modulace VÝSTUP 50 Ω X38SMP P 8

9 jemné nastavení frekvence DDS 8-4 MHz dělička 16: MHz nastavení frekvence VCO1 termostat OCXO 100 MHz PP MHz PLL1 DP GHz AM PIN ATT DP MHz dělička 64:1 PLL DP VCO FM 1.48 GHz pevná frekvence 1.48 GHz 1.48 GHz proměnná frekvence GHz f1 f fv DP 18 db 14 db 14 db 0-1 GHz ATT ATT 0-30 db 0-56 db ATT 0-56 db RF OUT 50 Ohm 1000 MHz fv = ( 1.48 až.48 ) GHz = 0 až 1 GHz X 1- GHz nastavení výkonu X38SMP P 9

10 Signální generátory s přímou modulací pomocí IQ modulátoru Blokové schéma v případě IQ modulátoru je v dokumentacích výrobců často značeno jako signal flow (příklad: SMU00A). X38SMP P 10

11 Poznámky: Impairment generation. Slouží ke generaci signálu, jako by prošel nebo byl generován zařízením s příslušnou chybou. Upravena jsou číslicová data před uložením do paměti. Nejčastěji se implementují tyto nedokonalosti: - fázový šum, - tepelný šum, - průnik signálu z vedlejších kanálů, - nedokonalosti IQ modulátoru (nestejný zisk v obou větvích, fázový posun jiný než 90 ). Obslužný software aplikace. - grafická prostředí, které uživatele vedou pře tvorbě nového signálu a jeho rozkladu do kvadraturních složek, - existují knihovny pro práci např. s Matlabem, - aplikace umožňující generovat velké množství analogových i číslicových modulací a standardů, např. standard mobilních komunikací G,.5G, 3G, a WLAN, běžný harmonický signál CW, multitón, burst, PSK, QAM, FSK, MSK, FM a další. X38SMP P 11

12 Pulsní generátory Generují posloupnost pravoúhlých (v ideálním případě) nebo lichoběžníkových pulsů s nastavitelnými parametry: - amplitudou A, - frekvencí f (nebo periodou T), - činitelem plnění t+/t (angl. duty factor), - dobou náběhu t n (nebo je zaručeno, že t n < t n,max ) - dobou doběhu t d (nebo je zaručeno, že t d < t d,max ) - zpožděním proti okamžiku spuštění, u A 0,9 A Př T t + t - Zaručované parametry: - max. hodnota překmitu Př - max. hodnota podkmitu Pd 0,5 A 0,1 A 0 t N t S Pd t X38SMP P 1

13 Základní blokové schéma VNITŘNÍ GENERÁTOR ZPOŽDĚNÍ ŠÍŘKA STRMOST HRAN ss SLOŽKA VNĚJŠÍ SPOUŠTĚNÍ SPOUŠTĚCÍ SIGNÁL Nejjednodušší generátory - pouze kladné pulsy. Dokonalejší umožňují nastavení stejnosměrného ofsetu. Možnost generovat definované skupiny pulsů (pattern generators), X38SMP P 17

Podobné dokumenty

Direct Digital Synthesis (DDS)

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická Ing. Radek Sedláček, Ph.D., katedra měření K13138 Direct Digital Synthesis (DDS) Přímá číslicová syntéza Tyto materiály vznikly za podpory