سیگنال ژنراتور چیست و چگونه از آن به درستی استفاده کنیم

آیا از سیگنال ژنراتورهای غیرقابل اعتماد که انتظارات شما را برآورده نمی کنند خسته شده اید؟ شما تنها نیستید. بسیاری از مهندسان با چالش ناامیدکننده ای برای یافتن یک سیگنال ژنراتور مواجه هستند که نتایج دقیق را ارائه دهد و در عین حال استفاده از آن آسان باشد.

اما اگر به شما بگوییم راهی برای غلبه بر این موانع و تسلط بر هنر تولید سیگنال وجود دارد، چه؟

این راهنما اسرار انتخاب سیگنال ژنراتور عالی، راه اندازی صحیح آن و استفاده موثر از آن برای اطمینان از اندازه گیری های دقیق و قابل اعتماد را در هر زمان آشکار می کند.

با حدس و گمان خداحافظی کنید و به اعتماد به نفس سلام کنید زیرا ما شما را به سفری در دنیای سیگنال ژنراتورها می بریم. به خواندن ادامه دهید تا پتانسیل کامل خود را به عنوان یک مهندس بدست آورید و در پروژه های خود  بدرخشید.

سیگنال ژنراتور چیست؟
سیگنال ژنراتور یک دستگاه الکترونیکی است که شکل موج های تکراری یا غیر تکراری تولید می کند که برای آزمایش و ارزیابی تجهیزات تست الکترونیکی استفاده می شود. سیگنال ژنراتور سیگنال ها و شرایط دنیای واقعی را شبیه سازی می کند و شما را قادر می سازد عملکرد و رفتار سیستم های الکترونیکی را آزمایش کنید.

آنها در اشکال و اندازه‌های مختلف، از دستگاه‌های دستی با شکل موج‌های اولیه تا مدل‌های رومیزی پیچیده که قادر به تولید سیگنال‌های پیچیده در محدوده فرکانس وسیع هستند، وجود دارند.

سیگنال ژنراتورها برای آزمایش مدارها، تأیید طرح‌ها، تجهیزات عیب‌یابی، مشخص کردن اجزا و موارد دیگر ضروری هستند.

یک سیگنال ژنراتور  چگونه کار می کند؟
یک سیگنال ژنراتور  دارای چندین جزء کلیدی است، از جمله نوسان ساز، مدولاتور، تقویت کننده و مرحله خروجی. فرآیند تولید سیگنال با نوسانگر شروع می شود که یک شکل موج پایدار و تکراری مانند موج سینوسی ایجاد می کند.

شکل موج از مدولاتور عبور می کند، که شکل موج را به نوع سیگنال مورد نظر، مانند موج مربعی یا موج مثلثی، شکل می دهد. هر مدولاسیونی مانند مدولاسیون دامنه، فرکانس یا فاز را اضافه می کند. سپس سیگنال خروجی را تا سطح مورد نظر تقویت کرده و به DUT (دستگاه در حال آزمایش) می فرستد.

یک سیگنال ژنراتور می تواند شکل موج های مختلفی از جمله سینوسی، مربع، مثلث، اربیتاری و دلخواه تولید کند. سیگنال‌های موج سینوسی معمولاً برای آزمایش و ارزیابی سیستم‌های صوتی استفاده می‌شوند، در حالی که سیگنال‌های مربع و مثلث مدارهای دیجیتال را آزمایش می‌کنند. سیگنال های اربیتاری و دلخواه سیستم های الکترونیکی مختلف را آزمایش می کنند، زیرا می توانند سیگنال ها و شرایط دنیای واقعی را شبیه سازی کنند.

انواع سیگنال ژنراتور
سیگنال ژنراتور به اشکال مختلف با ویژگی ها، مزایا و محدودیت های منحصر به فرد عرضه می شوند. درک این تفاوت ها می تواند به شما در انتخاب سیگنال ژنراتور مناسب برای نیازهای خاص خود کمک کند.

Function Generators
فانکشن ژنراتور نوعی سیگنال مولد همه کاره است که شکل موج های استاندارد مانند امواج سینوسی، مربعی، مثلثی و دندانه ای را تولید می کند. این امکان را به شما می دهد تا پارامترهای مختلفی از جمله دامنه، فرکانس و چرخه وظیفه را برای برآورده کردن الزامات تست خاص تنظیم کنید.

فانکشن ژنراتورها چندین مزیت دارند از جمله

1-سادگی عملیات
2-طیف گسترده ای از قابلیت های فرکانس
3-نعطاف پذیری برای کار با انواع شکل موج
این ویژگی ها آنها را برای کاربردهای مختلف از جمله تست فیلترها، تقویت کننده ها و نوسانگرها و مشخص کردن پاسخ فرکانسی مدارها مناسب می کند.

فانکشن ژنراتورها نیز محدودیت هایی دارند. آنها ممکن است بالاترین دقت یا توانایی تولید شکل موج های پیچیده و تعریف شده توسط کاربر را ارائه ندهند. علاوه بر این، آنها ممکن است از طرح‌های مدولاسیون پیشرفته پشتیبانی نکنند، که کاربرد آنها را در برنامه‌های خاص محدود می‌کند.

اگر می‌خواهید در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنید و در عین حال نتایج آزمایش قابل اعتمادی را دریافت کنید، فانکشن ژنراتورهای دست دوم گزینه‌ای مقرون به صرفه هستند. مدل‌های مستعمل و پریمیوم از تولیدکنندگان معتبری مانند Keysight می‌توانند عملکرد و کیفیت عالی را با کسری از قیمت تجهیزات جدید ارائه دهند و آنها را به انتخابی جذاب برای مهندسین بودجه‌دار تبدیل کند!

Arbitrary Waveform Generators
ژنراتورهای شکل موج دلخواه (AWG) سیگنال ژنراتورهای پیشرفته ای هستند که به شما امکان می دهند شکل موج های پیچیده و تعریف شده توسط کاربر را با دقت و دقت بالا ایجاد و خروجی دهید.

این دستگاه‌ها در مقایسه با فانکشن ژنراتورهای سنتی، انعطاف‌پذیری بیشتری را ارائه می‌کنند و امکان تولید شکل‌های موج دلخواه، از جمله آن‌هایی که دارای اشکال پیچیده، دامنه‌های متفاوت و زمان‌بندی نامنظم هستند را فراهم می‌کنند.

مزایای استفاده از AWG ها عبارتند از

1-توانایی تولید شکل موج های سفارشی برای کاربردهای خاص
2-دقت و دقت بالاتر
3-پشتیبانی از طرح های مدولاسیون پیشرفته

کاربردهای معمولی AWG ها شامل شبیه سازی سیگنال های الکترونیکی دنیای واقعی، مانند سیگنال های موجود در سیستم های ارتباطی، حسگرها و سیستم های کنترلی است. آنها همچنین در کاربردهایی که نیاز به تولید شکل موج های غیر استاندارد یا تعریف شده ریاضی دارند، ارزشمند هستند.

با این حال، AWG ها دارای محدودیت هایی هستند، مانند هزینه  بالاتر از فانکشن ژنراتورها و محدوده فرکانس بالقوه باریک تر. علاوه بر این، ممکن است به دلیل ویژگی‌های پیشرفته و نیازهای نرم‌افزاری، منحنی یادگیری تندتری داشته باشند.

AWG های رده بالا از بسیاری از تولید کنندگان می توانند گران باشند و زمان انتظار طولانی برای حمل و نقل داشته باشند. با این حال، مدل‌های مستعمل و ممتاز Keysight ، جایگزین مقرون‌به‌صرفه‌تری ارائه می‌کنند و کیفیت یا عملکرد را در این فرآیند قربانی نمی‌کنید.

Pulse Generators

 پالس ژنراتورها، سیگنال ژنراتورهای تخصصی هستند که برای تولید پالس‌هایی با زمان دقیق و تکرار شونده با پارامترهای قابل تنظیم مانند عرض پالس، نرخ تکرار و دامنه طراحی شده‌اند. این دستگاه‌ها برای کاربردهایی که نیاز به تولید سیگنال‌های دیجیتال، سیگنال‌های ماشه یا رویدادهای زمان‌بندی دقیق دارند، ضروری هستند.

مزایای استفاده از پالس ژنراتورها شامل توانایی آنها در تولید پالس های تمیز و لبه تیز با دقت زمان بندی بالا و انعطاف پذیری برای تنظیم پارامترهای کلیدی پالس برای برآوردن نیازهای خاص است. پالس ژنراتورها معمولاً برای آزمایش و مشخص کردن مدارهای دیجیتال، ساعت و سیستم های زمان بندی و اجزایی مانند شمارنده ها، شیفت رجیسترها و فلیپ فلاپ ها استفاده می شوند.

پالس ژنراتورها نیز محدودیت هایی دارند، از جمله محدوده فرکانس محدود در مقایسه با سایر انواع سیگنال ژنراتور و ناتوانی در تولید شکل موج آنالوگ یا پیچیده. آنها همچنین ممکن است از نظر قابلیت های مدولاسیون کمتر تطبیق پذیر باشند.

از آنجایی که پالس ژنراتورها در کاربردهای تخصصی تری مورد استفاده قرار می گیرند، هنگام خرید می توانند گران تمام شوند. پالس ژنراتورها Keysight مستعمل و کارکرده یک راه حل عالی برای کسانی که به دنبال صرفه جویی در هزینه هستند ارائه می دهد.

RF Signal Generators

یک ژنراتور فرکانس رادیویی (RF) سیگنال‌های فرکانس بالا را در طیف فرکانس رادیویی تولید می‌کند که معمولاً از چند کیلوهرتز تا چندین گیگاهرتز متغیر است. این ژنراتورها برای کاربردهای مختلف در سیستم‌های ارتباط بی‌سیم، آزمایش اجزای RF و تست سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) حیاتی هستند.

مزایای استفاده از سیگنال ژنراتورهای RF عبارتند از

1-توانایی تولید سیگنال های فرکانس بالا
2-طیف گسترده ای از گزینه های مدولاسیون
3-پشتیبانی از چندین استاندارد ارتباط بی سیم

سیگنال ژنراتورهای RF معمولاً در آزمایش و مشخص کردن اجزای RF مانند فیلترها، تقویت‌کننده‌ها و آنتن‌ها و همچنین شبیه‌سازی سیگنال‌های بی‌سیم برای آزمایش گیرنده و کالیبراسیون سیستم استفاده می‌شوند.

سیگنال ژنراتورهای RF نیز با محدودیت هایی همراه هستند، از جمله محدوده فرکانس بالقوه باریک تر در مقایسه با انواع دیگر سیگنال ژنراتورها، نیاز به منابع مدولاسیون خارجی برای برخی مدل ها، و تغییرات در قابلیت های توان خروجی. آنها همچنین ممکن است به دلیل عملکردهای تخصصی خود گرانتر از انواع دیگر ژنراتورهای سیگنال باشند.

خرید یک سیگنال ژنراتورها RF کارکرده از طریق Keysight به شما کمک می کند در هزینه ها صرفه جویی کنید و با خیال راحت محصول باکیفیت به دست آورید.

Vector Signal Generators

وکتور سیگنال ژنراتورها (VSGs)  سیگنال ژنراتورهای پیشرفته ای هستند که قادر به تولید سیگنال های مدوله شده پیچیده هستند که در استانداردهای مدرن ارتباطات بی سیم مانند 5G، 4G LTE و Wi-Fi استفاده می شوند.

این دستگاه‌ها سیگنال‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند از نزدیک شرایط سیستم ارتباطی دنیای واقعی را شبیه‌سازی کنند و آن‌ها را برای طراحی، آزمایش و اعتبارسنجی دستگاه‌ها و سیستم‌های بی‌سیم مدرن ضروری می‌سازند.

مزایای استفاده از VSG ها عبارتند از

1-توانایی تولید سیگنال های پیچیده و مدوله شده دیجیتالی با دقت و دقت بالا
2-پشتیبانی از طیف گسترده ای از استانداردهای ارتباط بی سیم
3-انعطاف پذیری برای انطباق با فناوری های جدید و نوظهور

یک وکتور سیگنال ژنراتور در آزمایش و اعتبار سنجی دستگاه های بی سیم مانند گوشی های هوشمند، ایستگاه های پایه و دستگاه های اینترنت اشیا و همچنین ارزیابی عملکرد سیستم های ارتباطی تحت شرایط مختلف استفاده می شود. آنها همچنین برای توسعه سیستم های فرکانس رادیویی تطبیقی (RF) و کاربردهای رادیویی شناختی استفاده می شوند.

VSG ها با محدودیت هایی همراه هستند، از جمله هزینه های بالقوه بالاتر نسبت به انواع دیگر مولدهای سیگنال، پهنای باند وسیع تر برای مدل های پیشرفته تر، و رابط های کاربری پیچیده تر در مقایسه با انواع دیگر سیگنال ژنراتور.

ویژگی های سیگنال ژنراتور
سیگنال ژنراتورها ابزارهای همه کاره با ویژگی های ضروری مختلف هستند که مهندسان می توانند از آنها برای تولید سیگنال های مختلف استفاده کنند. درک این ویژگی‌ها می‌تواند به شما کمک کند تا از تولیدکننده سیگنال خود نهایت استفاده را ببرید و از نتایج دقیق برنامه اطمینان حاصل کنید. در اینجا، ویژگی های کلیدی، از جمله محدوده فرکانس، نوع شکل موج، دامنه و مدولاسیون را مورد بحث قرار خواهیم داد.


محدوده فرکانس یک سیگنال ژنراتور، دامنه فرکانس هایی را که می تواند تولید کند، از کمترین تا بالاترین، تعیین می کند. برنامه های مختلف به محدوده فرکانس خاصی نیاز دارند، بنابراین انتخاب یک سیگنال ژنراتور که فرکانس های مورد نیاز برای پروژه شما را پوشش دهد بسیار مهم است. محدوده فرکانس همچنین بر توانایی سیگنال ژنراتور برای کار با اجزای مختلف مانند فیلترها، نوسان سازها و آنتن ها تأثیر می گذارد.
نوع شکل موج به شکل سیگنالی که دستگاه تولید می کند اشاره دارد. انواع متداول شکل موج شامل سینوسی، مربع، مثلث و شکل موج های سفارشی یا دلخواه است. شکل موج های مختلف برای کاربردهای مختلف مناسب هستند و انتخاب یک شکل موج می تواند بر عملکرد مدارها و سیستم هایی که آزمایش می کنید تأثیر بگذارد.
دامنه اندازه گیری قدرت یا سطح ولتاژ سیگنال است. دامنه قابل تنظیم به مهندسان این امکان را می‌دهد تا شرایط سیگنال مختلف را شبیه‌سازی کنند و عملکرد دستگاه‌ها و سیستم‌ها را در سطوح مختلف ولتاژ آزمایش کنند. کنترل دامنه دقیق برای به دست آوردن نتایج آزمایش دقیق و اطمینان از عملکرد صحیح قطعات الکترونیکی ضروری است.
مدولاسیون عبارت است از اصلاح ویژگی های سیگنال مانند فرکانس، دامنه یا فاز برای رمزگذاری اطلاعات. سیگنال ژنراتورها اغلب دارای قابلیت‌های مدولاسیون هستند که امکان تولید سیگنال‌های مدوله‌شده مورد استفاده در سیستم‌های ارتباطی، برنامه‌های رادار و دیگر سناریوهای آزمایش پیشرفته را فراهم می‌کنند. نوع و کیفیت مدولاسیون می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد دستگاه ها و سیستم های تحت آزمایش تأثیر بگذارد.

با درک و استفاده صحیح از این ویژگی‌های کلیدی، می‌توانید سیگنال‌هایی تولید کنید که به‌طور دقیق شرایطی را که برای شبیه‌سازی نیاز دارید را نشان می‌دهد، و از نتایج مطمئن و دقیق در فرآیندهای آزمایش و توسعه خود اطمینان حاصل کنید.