Lubomír Slavík TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, inormatiky a mezioborových tudií Materiál vznikl v rámci projektu ESF (CZ..07/2.2.00/07.0247), který je poluinancován Evropkým ociálním ondem a tátním rozpočtem ČR
Obah přednášky základní deinice typy ignálů generátory harmonických ignálů LC ocilátory RC ocilátory krytalové ocilátory unkční generátory pulzní generátory generátory programovatelného průběhu rekvenční yntezátory šumové generátory EMC generátory pattern generátory nabízené přítroje na trhu Generátory měřicích ignálů
Základní deinice generátory měřicích ignálů jou určeny jako míry ignálů (napětí nebo proudu) velkou přenotí amplitudy a vyokou tabilitou rekvence rozdělení ignálů tejnoměrné třídavé periodické harmonické obdélníkové trojúhelníkové neperiodické pecielní tochatické (náhodné), peudotochatické šum ignály pro EMC (burt kupina pulzů) pattern generátory
Parametry periodických ignálů inuový ignál harmonické zkrelení THD U e. h. zákl. harmonické THD U i e. h. vyšších harm. k i2 odtup ignál šum SFDR (Spuriou Free Dynamic Range) šumové pozadí (Noie Floor) trojúhelníkový ignál linearita NL U U m U U 2 i obdélníkový (impulzní) ignál doba náběhu (t r ) a doba etupu (t ) třída T D. C. T p
Generátory harmonických (inuových) ignálů LC ocilátory MHz 00MHz, L vzduchové vyokým Q zkrelení pod % Colpitzův ocilátor 0 C 2 LC CC 2 C C 2 Generátory měřicích ignálů Hartleyův ocilátor 0 2 LC L L L 2
Ocilátor Wienovým článkem RC ocilátory jednotky až tovky khz, zkrelení 0,0 0,00% ladí e proměnným odporem (např. FET tranzitor) nebo ČA převodníkem 0 2 R R 2 C C 2 R R R 2 C C C 2 0 2RC Integrační ocilátor pro R R 2 R C C 2 C 0 2RC R R 4 3 P a R 5 tabilizace amplitudy
Krytalové ocilátory Generátory měřicích ignálů vyoká teplotní (až 0 6 0 9 /K) a čaová tabilita (až 0 0 /rok) 00kHz 00MHz piezoelektrický křemenný krytalový výbru náhradní chéma ériová rezonance paralelní rezonance p 2 2 L L C C C C p C p činitel teplotní tability T k p max jm min ( T T) 2 C 2C p Pierceův ocilátor Krytalem řízený TTL ocilátor out p 2 L C C C p C p
Funkční generátory generují inuový, trojúhelníkový, pravoúhlý ignál inu je generován pomocí tvarovače trojúhelníkového ignálu mhz až deítky MHz, kolíání amplitudy cca db, linearita trojúhelníku cca % možnot rekvenční i amplitudové modulace Generátory měřicích ignálů tvarovač ignálu: trojuhelnik R R6 inu VD VD2 VD3 VD8 R2 R3 R5 VD4 VD7 R4 VD5 VD6 +2V GND GND -2V GND GND
generují poloupnot pulzů natavitelné parametry: amplituda A rekvence délka kladného pulzu t+ činitel plnění t+/t (třída = duty actor) Pulzní generátory zpoždění od okamžiku puštění doba náběhu tr, doba doběhu t tejnoměrný oet deinované kupiny pulzů (burt) jen některé typy
Generátory programovatelného průběhu (arbitrary waveorm generator) generování periodických průběhů ČA převodníkem Generátory měřicích ignálů v paměti generátoru N k bitových hodnot vzorků ignálu ( perioda) potupný cyklický výběr jednotlivých vzorků a rekvencí VZ při N vzorcích na periodu je rekvence základní harmonické generovaného ignálu SIG = VZ /N natavení amplitudy ČAP2 (rozah výtupního napětí děličem na výtupu)
Frekvenční yntezátory rozlišení Hz Hz přenot dána krytalovým ocilátorem obvykle inuový průběh, příp. trojúhelníkový nebo pravoúhlý výtupní rekvence dána vztahem: m r n rozlišovací chopnot, m zadávaná hodnota n obahuje obvody pro dělení, náobení, čítání, odečítání, iltry Přímá digitální yntéza generování ignálu přímo z krytalového ocilátoru vyoká rychlot změny výtupní rekvence vyoká cena Nepřímá digitální yntéza Generátory měřicích ignálů výtupní ignál generován pomocí ázového závěu a napětím řízeného ocilátoru pomalejší odezva nižší cena
Šumové generátory analogové tepelné (vyhřívaný rezitor) výtřelový šum polovodičů (Zenerova dioda, NPN tranzitor) tepelný generátor šumu generátor šumu e Zenerovou diodou digitální peudonáhodné generování číel (kruhový pouvný regitr) ČA převodník nižší rychlot omezená rekvence
EMC generátory generátory pro tetování elektromagnetické kompatibility plňující normy EN 6000 4 4, IEC 000 4 4 výkonové pulzy,2/50 až 6kV, 3kVA kupiny krátkých pulzů (burt) až 6kV injektáž přímo do napájecích kabelů injektáž do datových kabelů pře kapacitní lištu irmy Teeq
Pattern generátory generování logických kombinací na datové běrnici
do deítek MHz (mimořádně tovek MHz) výtupní napětí deinováno naprázdno Nabídka trhu Nízkorekvenční generátory (LF) deinovanou výtupní impedancí (obvykle 50) je li v tomto případě zatěžovací impedance vyoká, je generované napětí dvakrát větší než natavené. Toto platí obecně i u jiných typů generátorů dne realizovány převážně DDS 4bit rozlišení
cena 30 200 ti. Kč Agilent 20MHz 33220A 80MHz 33250A Renomované irmy Keithley 50MHz 3390
Tektronix 240MHz AFG3000 unkční generátor,2g/ AFG5000 - arbitrary waveorm generator + 32 digitálních kanálů
Generátory třední a nižší třídy cena 5 30 ti. Kč Rigol GW Intek Motech
vzorkování až 24GHz rozlišení AČ převodníku 2bit Tektronix Vyokorekvenční generátory (RF) AWG 7000 Agilent 880A