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Grundlegendes zu den Spezifikationen des HF-Signalgenerators

Grundlegendes zu den Spezifikationen des HF-Signalgenerators

Wie bei jedem Testinstrument wird auf dem Datenblatt die Leistung des jeweiligen HF-Signalgenerators angegeben.

Die für HF-Signalgeneratoren verwendeten Spezifikationen sind auf die Leistungsparameter zugeschnitten, die in diesem Szenario von Bedeutung sind. Zu den üblicherweise verwendeten Parametern der Spezifikationen gehören der Frequenzbereich, die Ausgangsleistungspegel, die Ausgangsleistungsgenauigkeit, Oberwellen und Störsignale sowie Phasenrauschen. Diese und einige andere sind einige der Parameter, die von größter Bedeutung sind.

Es kann einen signifikanten Leistungsunterschied zwischen den Signalgeneratoren des oberen Endes geben, der große Kosten verursachen kann, im Vergleich zu HF-Signalgeneratoren des unteren Endes, die mit bescheideneren Budgets angeboten werden können. Es muss herausgefunden werden, was benötigt wird und was benötigt wird, damit die beste Option ausgewählt werden kann. Offensichtlich sind für Heimanwendungen wie Amateurfunk die Kosten einiger der besten Geräte nicht erschwinglich und nicht erforderlich, während für ein Entwicklungslabor möglicherweise keine andere Wahl besteht, als erhebliche Geldbeträge zu investieren.

Frequenzbereich

Eine der offensichtlichen Schlüsselspezifikationen für jeden Hochfrequenzsignalgenerator ist der Frequenzbereich, den er abdeckt. Viele Signalgeneratoren können heute weit in den Mikrowellenbereich hinein arbeiten, da dies ein Bereich von wachsendem Interesse ist.

Bei der Auswahl des für einen Signalgenerator erforderlichen Bandes müssen alle erforderlichen Tests berücksichtigt werden. Die für den Signalgenerator erforderliche Frequenzabdeckung entspricht möglicherweise nicht nur der des zu testenden Geräts. Zum Beispiel ist es beim Testen von Funkempfängern erforderlich, ihre Anfälligkeit für Außerbandsignale bei Bild- und anderen Frequenzen zu testen. Diese können außerhalb des Betriebsfrequenzbereichs des zu testenden Geräts liegen, und der Signalgenerator muss diese und andere Anforderungen erfüllen.

Oberschwingungen und Störsignale

Alle Signalgeneratoren erzeugen ein gewisses Maß an Störsignalen. Oberschwingungen sind im Allgemeinen viel höher, da erhebliche Anstrengungen zur Reduzierung der Intermodulation und anderer nicht harmonisch zusammenhängender Störsignale unternommen werden.

Oberwellenpegel und Störsignale werden normalerweise in Dezibel relativ zum Träger angegeben.

Oft sind die Oberwellenpegel relativ hoch, da der Ausgang nicht gefiltert wird, andere Störsignale jedoch einen deutlich niedrigeren Pegel aufweisen sollten.

Ausgangsleistung des Signalgenerators

Eine weitere wichtige Spezifikation für den Signalgenerator ist die Ausgangsleistung. Für die meisten HF-Signalgeneratoren ist die Leistungsspezifikation in dBm definiert, d. H. dB relativ zu einem Milliwatt.


dBm auf Leistungspegel
Leistungspegel
dBm
Leistungspegel
Milliwatt
01
32
1010
1320
20100
23200

Obwohl verschiedene Signalgeneratoren unterschiedliche Ausgangspegel haben, beträgt der häufigste maximale Ausgangspegel +13 dBm, obwohl er unabhängig vom genauen maximalen Pegel normalerweise im Bereich von 10 bis 100 Milliwatt liegt, d. H. 10 bis 20 dBm.

Leistungsgenauigkeit - relativ und absolut:

Für viele Testszenarien ist es erforderlich, dass der Ausgang des Signalgenerators genau bekannt ist. Dies liegt daran, dass die Reaktion des zu testenden Geräts am wahrscheinlichsten je nach Signalgeneratorpegel variiert. Unter bestimmten Umständen ist es wahrscheinlich, dass die Reaktion sehr empfindlich auf den Signalgeneratorpegel reagiert. Infolgedessen ist die Spezifikation der Genauigkeit des Signalgeneratorpegels von großer Bedeutung.

Die Ausgangspegelgenauigkeit des Signalgenerators besteht aus zwei Elementen. Dies ist auf die Art und Weise zurückzuführen, wie der Ausgangspegel gesteuert wird. Der Ausgang eines Signalgenerators besteht im Allgemeinen aus einem Dämpfungsglied, wodurch der Ausgangspegel variiert werden kann. Vor dem Ausgangsdämpfer im Signalgenerator befindet sich ein Verstärker mit einer Rückkopplungsschleife, mit der ein genauer fester Pegel aufrechterhalten wird. Die Genauigkeit des Dämpfers liefert dann die relative Genauigkeit der einzelnen Schritte, während der aufrechterhaltene Pegel des Verstärkers die absolute Pegelgenauigkeit liefert.


Phasenrauschen des Signalgenerators

Ein Punkt, der heutzutage bei vielen Signalgeneratoren beachtet werden muss, ist der Grad des erzeugten Phasenrauschens. Die Bedeutung ergibt sich, weil viele Signalgeneratoren in die Kategorie eines synthetisierten Signalgenerators fallen. Während ein synthetisierter Signalgenerator viele Vorteile von der exakten Frequenzauswahl über die Stabilität bis hin zur hohen Programmierbarkeit bietet, kann das Problem des Phasenrauschens bei einigen Generatoren ein Problem sein, und die Phasenrauschspezifikation muss sorgfältig abgewogen werden.

Bei allgemeinen Rauschmessungen eines Systems kann das Phasenrauschen eines verwendeten Signalgenerators die Messungen beeinflussen. Dementsprechend ist es notwendig zu wissen, was toleriert werden kann.

Der Pegel des Phasenrauschens von einem Hochfrequenzsignalgenerator nimmt im Allgemeinen ab, wenn der Versatz vom Träger zunimmt. Die tatsächlichen Pegel können an mehreren Stellen in einer Spezifikation angegeben werden, und manchmal kann eine grafische Darstellung des Phasenrauschens angegeben werden.

Phasenrauschpegel werden in dBc / Hz gemessen. Dies ist der Rauschpegel in einer 1-Hertz-Bandbreite relativ zum Pegel des Trägers. Da das Rauschen nicht auf einer einzelnen Frequenz liegt, sondern über den Frequenzbereich verteilt ist, wird umso mehr Rauschen gesehen, je breiter die Messbandbreite ist. Dementsprechend muss eine Bandbreite angegeben werden, und 1 Hertz wird als Standard verwendet.

Genauigkeit - kurz- und langfristig

Die Genauigkeit eines Signalgenerators ist oft wichtig. Bei den meisten HF-Signalgeneratoren, die Frequenzsynthesizer verwenden, bedeutet dies, dass die Frequenzgenauigkeit durch den im Generator verwendeten Frequenzstandard bestimmt wird. Die Genauigkeit von Frequenzstandards wird mit einer Reihe unterschiedlicher Spezifikationen definiert, und diese müssen auf die richtige Weise kombiniert werden, um die allgemeine "Genauigkeit" zu erhalten. Alle Genauigkeitsmessungen werden in ppm (parts per million) angegeben. Es gibt jedoch Elemente wie Temperaturstabilität, Netzspannungsstabilität, Alterung (dh die stetige zeitliche Drift des Kristalls über viele Monate innerhalb des Referenzstandards usw.). Diese müssen statistisch addiert werden, um die allgemeine "Genauigkeit" für die Hochfrequenz zu erhalten Signalgenerator.

Modulationsformate werden unterstützt

Damit der Signalgenerator viele Tests durchführen kann, ist es in vielen Fällen erforderlich, dass das Signal moduliert werden kann. Auf diese Weise können reale Signale vollständiger simuliert und die erforderlichen Tests durchgeführt werden. Die meisten Signalgeneratoren können Signale auf verschiedene Weise modulieren, wobei einige ein höheres Maß an Flexibilität bieten als andere. Infolgedessen müssen die Spezifikationen des Signalgenerators überprüft werden, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Funktionen vorhanden sind.

Ursprünglich hatten viele Signalgeneratoren die Fähigkeit, Amplitudenmodulation, AM und Frequenzmodulation, FM anzuwenden. Bei Funk- und Funksystemen, die weitaus fortgeschrittenere Modulationsformen verwenden, verfügen viele Signalgeneratoren jedoch über sehr umfassende Modulationsfunktionen. Einige davon können durch die Verwendung zusätzlicher Optionen bereitgestellt werden. Heutzutage kann eine Vielzahl von Modulationsformaten in einem Signalgenerator verfügbar sein. Diese können umfassen: verschiedene Formen der Phasenumtastung, PSK (einschließlich BPSK, QPSK, 8PSK usw.) sowie andere kompliziertere Modulationsformate, einschließlich Quadraturamplitudenmodulation, QAM (einschließlich 16- und 64-Punkt-QAM) müssen verwendet werden. Andere Modulationstypen, einschließlich CDMA und OFDM, sind möglicherweise ebenfalls verfügbar. Es muss sichergestellt werden, dass der betrachtete Hochfrequenzsignalgenerator die erforderlichen Modulationsformate anbieten kann.

Kalibrierungsintervall der Testausrüstung

Das Kalibrierungsintervall für jedes Testgerät ist wichtig, und dies gilt für jeden Signalgenerator, unabhängig davon, ob es sich um einen neuen oder einen gebrauchten Signalgenerator handelt. Die Kalibrierung der Testausrüstung kann die Betriebskosten erheblich erhöhen. Daher muss das Kalibrierungsintervall berücksichtigt werden. Für viele Signalgeneratoren beträgt das Intervall ein Jahr. Wenn jedoch höhere Genauigkeitsgrade für eine der Signalgeneratorspezifikationen erforderlich sind, sind möglicherweise kürzere Zeitintervalle erforderlich.

HF-Signalgeneratoren unterscheiden sich erheblich in der Leistung. Oft spiegelt sich die Leistung im Preis wider, und angesichts der in HF-Signalgeneratoren verwendeten Technologie sind sie oft nicht billig. Wenn die erforderliche Leistung jedoch das Budget überschreitet, können Geräte des zweiten Benutzers oder sogar Geräte einiger aufstrebender neuer Anbieter oder Geräte mit USB-basierten HF-Generatoren betrachtet werden. Die Verwendung vertrauenswürdiger Lieferanten bedeutet, dass Qualität, Leistung und Support garantiert werden. Manchmal sind jedoch neue Hersteller oder Hersteller von USB-basierten Geräten die am besten geeignete Option.

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