Разновидности генераторов сигналов

Генератор сигналов представляет собой прибор, предназначенный для формирования электрических, акустических или иных видов сигналов, имеющих определенные параметры, задаваемые предварительно. Такие устройства могут применяться для измерения и контроля характеристик электрической техники.

Существующие типы приборов

Различают устройства для формирования аналогового и цифрового сигнала. К первой категории относятся генераторы сигналов произвольной формы (AWG) и стандартных функций (AFG). Цифровые (другое их название - логические источники), в свою очередь, разделяются на приборы импульсных (PPG) и кодовых (или временных соотношений, DTG) последовательностей. Аналоговые приборы позволяют создавать сигналы синусоидальной, треугольной, прямоугольной (в т. ч. в виде меандра), пилообразной и т. д. формы. В то же время логические источники не способны формировать сигналы, имеющие вид синусоид и треугольников.

Название генераторов AWG говорит само за себя – с их помощью можно создать сигнал любой формы. Такие устройства (например, Rohde Schwarz HMF2525) отличаются высоким функционалом, наличием оперативной памяти, в которой сохраняется информация, позволяющая в любой момент выполнить реконструкцию сигнала. При этом последний хранится в ОЗУ в виде отдельных выборок (точек), за объединение которых в единое целое отвечает фильтр на выходной цепи. Гибкость устройств AWG обуславливает их широкое применение. Приборы AFG имеют меньшие возможности по формированию сигнала, чем AWG. Как правило, их набор ограничен такими распространенными вариантами, как:

• синусоидальный;
• треугольный;
• импульсный;
• меандр;
• модуляция;
• линейно нарастающий;
• гаверсинусоидальный;
• свипированный.

При этом устройства типа AFG имеют лучшие показатели стабильности работы, отклика на изменение частоты, характеризуются наличием возможности быстрого переключения между ними. Современные устройства, например генератор сигналов Rohde Schwarz серии AM 300, могут быть двухканальными – наряду с наличием набора стандартных функций иметь возможность формировать сигналы произвольной формы.

Устройства типа PPG позволяют формировать сигналы с высокими частотными параметрами. При этом форма последних ограничивается меандром или потоком импульсов.

Логические источники временных соотношений позволяют формировать последовательности двоичных чисел и применяются прежде всего для проверки работы компьютерной техники, полупроводниковых приборов. Особенностью конструкции устройств типа DTG является отсутствие ЦАП, поскольку преобразования сигнала из цифрового в аналоговый здесь не происходит. К специальным возможностям таких приборов относится наличие сложного секвенсора, позволяющего осуществлять многоуровневое зацикливание и ветвление потоков данных.

Другим критерием классификации генераторов сигналов является рабочая частота. Различают устройства:

• низкочастотные;
• высокочастотные.

Первые позволяют формировать сигналы в диапазоне от 10 Гц до 200 кГц (возможен и больший интервал – до нескольких мегагерц). Как правило, устройства предназначены для создания и измерения электромагнитных сигналов синусоидальной формы.

Рабочий диапазон высокочастотных генераторов составляет от нескольких герц до десятков мегагерц (некоторые производители указывают характеристики в пределах 0-6 ГГц, например). Дополнительная опция большинства устройств – модуляция сигнала методами AM (амплитудная), FM (частотная), PM (фазовая), а также импульсная модуляция. Отдельная разновидность высокочастотных генераторов – векторные. Они характеризуются ограниченным частотным диапазоном (в пределах 10 ГГц) и расширенными возможностями модуляции выходного сигнала - с применением технологии QAM (метод квадратных амплитуд), PSK (фазовая манипуляция) и т. д.