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Was ist ein Signalgenerator: verschiedene Typen

Was ist ein Signalgenerator: verschiedene Typen

Ein Signalgenerator ist ein Testgerät, das ein elektrisches Signal in Form einer Welle erzeugt. Dies wird als Stimulus für den zu testenden Gegenstand verwendet.

Signalgeneratoren in all ihren Formen sind in Test- und Entwicklungssystemen weit verbreitet und werden mit anderen Testinstrumenten verwendet.

Wenn man sich ansieht, was ein Signalgenerator ist, wird man sehen, dass sie in vielen Formen vorliegen - es gibt viele Signalgeneratortypen, von denen jeder verwendet wird, um eine andere Form von Signal bereitzustellen. Einige liefern HF-Signale, andere Audiosignale, einige können unterschiedliche Formen der Wellenform liefern und andere können nur Impulse liefern.

Signalgeneratoren werden seit vielen Jahren eingesetzt. Frühe Typen waren nach dem Standard der heutigen verschiedenen Arten von Signalgeneratoren sehr einfach. Das Leistungsniveau sowie die Vielfalt der verfügbaren Einrichtungen wurden erhöht und verbessert.

Was ist ein Signalgenerator?

Signalgeneratoren gibt es in verschiedenen Formen, die eine Vielzahl von Wellenformen für verschiedene Testanwendungen erzeugen können. Einige dieser Testinstrumente richten sich an die HF-Testarena, während andere für Audiotests verwendet werden, möglicherweise als Sinusgenerator usw., und andere zum Bereitstellen von Impulsen, möglicherweise zum Erregen digitaler Schaltungen. Es gibt Tausende verschiedener Anwendungen für Signalgeneratoren.

Sie unterscheiden sich jedoch von den Messprüfgeräten wie Oszilloskop, Digitalmultimeter, Spektrumanalysator usw. darin, dass sie nicht ein Signal messen, sondern ein Signal erzeugen, das an eine zu testende Einheit angelegt wird.

Dementsprechend lohnt es sich, einen Signalgenerator zu definieren:

Definition des Signalgenerators:

Ein Signalgenerator ist ein elektronisches Testinstrument, das entweder sich wiederholende oder sich nicht wiederholende Wellenformen erzeugt oder erzeugt. Diese Wellenform kann unterschiedliche Formen und Amplituden haben. Signalgeneratoren aller Art werden hauptsächlich zum Entwerfen, Herstellen, Warten und Reparieren elektronischer Geräte verwendet.

Zusammenfassung der Signalgeneratortypen

Wenn man sich ansieht, was ein Signalgenerator ist, wird man sehen, dass es viele verschiedene Arten von Signalgeneratoren gibt:

  • Beliebiger Wellenformgenerator: Der Generator für beliebige Wellenformen ist eine Art Signalgenerator, der sehr ausgefeilte Wellenformen erzeugt, die vom Benutzer angegeben werden können. Diese Wellenformen können nahezu jede Form haben und auf verschiedene Arten eingegeben werden, sogar bis zur Angabe von Punkten auf der Wellenform.

    Im Wesentlichen kann ein beliebiger Wellenformgenerator als ein sehr hoch entwickelter Funktionsgenerator angesehen werden.

    Da beliebige Wellenformgeneratoren wesentlich komplexer sind, sind sie teurer als Funktionsgeneratoren, und häufig ist ihre Bandbreite aufgrund der zur Erzeugung der Signale erforderlichen Techniken begrenzter.


  • Audiosignalgenerator: Wie der Name schon sagt, wird diese Art von Signalgenerator für Audioanwendungen verwendet. Solche Signalgeneratoren laufen über den Audiobereich, typischerweise von etwa 20 Hz bis 20 kHz und mehr, und werden häufig als Sinusgeneratoren verwendet. Sie werden häufig bei Audiomessungen des Frequenzgangs und bei Verzerrungsmessungen verwendet. Infolgedessen müssen sie eine sehr flache Reaktion und auch eine sehr geringe harmonische Verzerrung aufweisen.
  • Funktionsgenerator: Der Funktionsgenerator ist eine Art Signalgenerator, mit dem einfache sich wiederholende Wellenformen erzeugt werden. Typischerweise erzeugt dieser Signalgeneratortyp Wellenformen oder Funktionen wie Sinuswellen, Sägezahnwellenformen, quadratische und dreieckige Wellenformen.

    Frühe Funktionsgeneratoren tendierten dazu, sich auf analoge Oszillatorschaltungen zu stützen, die die Wellenformen direkt erzeugten. Moderne Funktionsgeneratoren können digitale Signalverarbeitungstechniken verwenden, um die Wellenformen digital zu erzeugen und sie dann vom digitalen in ein analoges Format umzuwandeln.

    Viele Funktionsgeneratoren sind in der Regel auf niedrigere Frequenzen beschränkt, da hier häufig die von dieser Art von Signalgenerator erzeugten Wellenformen erforderlich sind. Es ist jedoch möglich, Versionen mit höherer Frequenz zu erhalten.


  • Impulsgeber: Wie der Name schon sagt, ist der Impulsgenerator eine Form des Signalgenerators, der Impulse erzeugt. Diese Signalgeneratoren liegen häufig in Form von Logikimpulsgeneratoren vor, die Impulse mit variablen Verzögerungen erzeugen können, und einige bieten sogar variable Anstiegs- und Abfallzeiten.

    Beim Testen verschiedener digitaler und manchmal analoger Schaltungen werden häufig Impulse benötigt. Die Fähigkeit, Impulse zu erzeugen, ermöglicht das Auslösen von Schaltkreisen oder das Senden von Impulsfolgen an ein Gerät, um den erforderlichen Reiz bereitzustellen.


  • HF-Signalgenerator: Wie der Name schon sagt, wird dieser Typ von Signalgenerator zur Erzeugung von HF- oder Hochfrequenzsignalen verwendet.Ein HF-Signalgenerator kann eine Vielzahl von Methoden verwenden, um das Signal zu erzeugen. Analoge Signalgeneratortypen verwendeten freilaufende Oszillatoren, obwohl einige Frequenzregelkreistechniken verwendeten, um die Stabilität zu verbessern. Die meisten HF-Signalgeneratoren verwenden jedoch Frequenzsynthesizer, um die erforderliche Stabilität und Genauigkeit bereitzustellen. Es können sowohl Phasenregelkreise als auch direkte digitale Synthesetechniken verwendet werden. Die HF-Signalgeneratoren haben häufig die Fähigkeit, der Wellenform eine Modulation hinzuzufügen. Am unteren Ende können möglicherweise AM oder FM hinzugefügt werden, aber High-End-HF-Signalgeneratoren können möglicherweise Modulationsformate OFDM, CDMA usw. Hinzufügen. So können sie zum Testen von zellularen und drahtlosen Systemen verwendet werden.

  • Vektorsignalgenerator: Der Vektorsignalgenerator ist eine Art HF-Signalgenerator, der HF-Signale mit komplexen Modulationsformaten wie QPSK, QAM usw. erzeugt.

    Vektorsignalgeneratoren werden in der Regel zum Testen moderner Datenkommunikationssysteme verwendet, von Wi-Fi über 4G bis hin zu mobilen 5G-Telekommunikationssystemen und vielen anderen Konnektivitätslösungen, die fortschrittliche Wellenformen verwenden. Da diese Wellenformen Modulationsschemata und Wellenformen verwenden, die Phaseninformationen verwenden, wird häufig ein Vektorsignalgenerator benötigt.

Signalgeneratorformate

Wie andere Arten von elektronischen Testgeräten sind Signalgeneratoren in verschiedenen Formaten erhältlich. Die verfügbaren Formattypen hängen bis zu einem gewissen Grad vom genauen Typ des Signalgenerators ab, es stehen jedoch möglicherweise mehrere Optionen zur Verfügung.

  • Traditionelle Prüfstandsprüfgeräte: Das traditionelle Prüfstandgerät ist eine Vision dessen, was bei Testinstrumenten in den Sinn kommt. Die in sich geschlossene Box, die den Generator selbst sowie die Stromversorgung, die Steuerfunktionen, das Display und die externen Steuerungen enthält, wird normalerweise als Testausrüstung angesehen. Diese Testinstrumente decken das größte Volumen ab, sind jedoch nicht immer am besten geeignet, da auch andere Optionen ihre Vorteile haben können.
  • Rack-Test-Instrumentenkarte: Es gibt Testmodule, die in ein Testrack eingesetzt werden können. Frühe Rack-Systeme enthalten VXI, aber heute wird PXI bei weitem am häufigsten verwendet. PXI basiert auf dem beliebten PC-Standard PCI und ist ein offener Standard, der von der PXI Systems Alliance (PXISA) verwaltet wird. Dieser hat den PCI-Standard übernommen und für Testinstrumentierungsanwendungen aktualisiert. Das Rack besteht aus dem grundlegenden 19-Zoll-basierten Rack-System, das eine Stromversorgung enthält, und der erste Steckplatz ist für den Controller oder die Verbindung zu einem externen PC reserviert. Die verbleibenden Kartensteckplätze können für die Testinstrumente verwendet werden. Eine gute Auswahl an Signalgeneratoren, Funktionsgeneratoren, Generatoren für beliebige Wellenformen usw. ist verfügbar. Dieser Ansatz ist ideal für den Aufbau eines automatisierten Systems mit mehreren Einheiten. Trotz aller Überlegungen können sehr leistungsstarke PXI-Testinstrumente erhalten werden, von denen viele der Leistung von Prüfstandsgeräten entsprechen.
  • USB-Signalgenerator: Eine weitere Option für viele Testinstrumente besteht heutzutage darin, die Leistung eines PCs zu nutzen, um mehrere Funktionen des Testinstruments zu übernehmen. Das Testmodul stellt die Funktionalität der Testausrüstung bereit, in diesem Fall wird das Signal erzeugt, aber die Stromversorgung, die Steuerung und die Anzeige werden vom PC bereitgestellt. Dies ermöglicht den Kauf von Instrumenten zu wesentlich geringeren Kosten unter Beibehaltung der Leistungsfähigkeit und Leistung.
  • Verwenden Sie eine computergenerierte Wellenform: In einigen Fällen ist es möglich, eine Wellenform innerhalb eines Computers unter Verwendung einer Signalgenerator-App oder eines Signalgeneratorprogramms digital zu erzeugen. Die resultierende Wellenform kann über die Audiobuchse einer Audiokarte gesendet werden. Diese Route bietet eine sehr kostengünstige Route zum Erstellen eines Signals, ist jedoch durch die Ausgabe des PC-Audios oder der Audiokarte begrenzt. Es mag für einige Anwendungen ideal sein, aber die endgültige Ausgabe hängt stark vom Audio oder der Ausgabe vom PC ab, und diese Route ist möglicherweise nicht die beste Option, wenn eine Ausgabe mit einer garantierten Leistung benötigt wird.

Es gibt viele verschiedene Formate für Signalgeneratoren in Bezug auf das physikalische Format des Testinstruments. Wenn eigenständige Geräte erforderlich sind, sind häufig Prüfstandgeräte die ideale Route. Für Systeme und Bereiche, in denen PCs verfügbar sind, sind andere Optionen möglicherweise besser geeignet.

Die verschiedenen Arten von Signalgeneratoren können verschiedene Arten von Wellenformen erzeugen. Diese können in verschiedenen Anwendungen verwendet werden, wobei einige HF-Geräte testen, andere Stimuli für Logikplatinen bereitstellen und andere in einer Vielzahl unterschiedlicher Bereiche verwendet werden, um die verschiedenen benötigten Stimuli bereitzustellen. Wenn Sie sich ansehen, was ein Signalgenerator ist, müssen Sie den Generatortyp bestimmen, der für den jeweiligen Auftrag benötigt wird.

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