متنوع

مولد إشارة تردد الراديو

مولد إشارة تردد الراديو

يعد تردد الراديو ومولدات إشارات التردد اللاسلكي عنصرًا أساسيًا في أجهزة الاختبار لأي منطقة يتم فيها إجراء اختبار وتطوير التردد اللاسلكي أو الموجات الدقيقة.

يوفر مولد إشارة الموجات الدقيقة أو التردد اللاسلكي مصدر إشارة يمكن استخدامه لاختبار تشغيل الدائرة التي يتم اختبارها أو تطويرها. على عكس العديد من العناصر الأخرى لمعدات الاختبار ، لا يقوم مولد الإشارة بإجراء أي قياسات ، ولكنه يوفر ظروف الاختبار الصحيحة للعناصر الأخرى من أجهزة الاختبار لقياس إشارات الخرج من الوحدة قيد الاختبار.

الغرض من مولد الإشارة هو توليد إشارة ذات خصائص معروفة: التردد والسعة والتشكيل وما شابه ذلك. لذلك من الممكن النظر إلى استجابة الدائرة ، مع العلم بالضبط كيف تم ممارستها.

غالبًا ما يتم استخدام مولد إشارة RF جنبًا إلى جنب مع أدوات الاختبار الأخرى مثل راسمات الذبذبات ومحللات الطيف وعدادات الطاقة وعدادات التردد وما شابه ذلك.

أنواع مولد إشارة التردد اللاسلكي

من الممكن تصميم مولدات إشارات التردد اللاسلكي بعدة طرق. أيضًا مع التطورات التي حدثت في الدوائر الإلكترونية على مر السنين ، تطورت تقنيات مختلفة.

لقد تطورت قدرات أدوات الاختبار المتاحة بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، لكن المفاهيم الأساسية ظلت كما هي.

يمكن القول أن هناك شكلين من أشكال مولد الإشارة يمكن استخدامهما:

  • مولدات إشارة RF تعمل مجانًا: نادرًا ما تُستخدم مولدات التردد اللاسلكي هذه في هذه الأيام لأن ترددها يميل إلى الانحراف. في بعض الأحيان ، تستخدم مولدات الإشارة البسيطة ذات النهاية المنخفضة واحدًا أو اثنين من الترانزستورات ولديها مستوى أساسي جدًا من الأداء وتكلفتها في متناول العديد من المجربين. نادرًا ما تُرى مولدات إشارات التردد اللاسلكي الأساسية هذه في هذه الأيام.

    ومع ذلك ، فقد تم تصنيع مولدات الترددات اللاسلكية عالية التشغيل المجانية وتتمتع بميزة أن الإشارة الناتجة نظيفة للغاية ولا تحتوي على مستوى ضوضاء الطور على جانبي الإشارة الرئيسية الموجودة في بعض مولدات إشارات تردد الراديو الأخرى

    استخدمت بعض مولدات الإشارة شكلاً من أشكال حلقة التردد المغلقة لتوفير وسيلة لإضافة بعض استقرار التردد مع الاحتفاظ بالمستويات المنخفضة جدًا لضوضاء الطور. مرة أخرى ، هذه ليست شائعة هذه الأيام لأن أداء مولدات إشارات التردد اللاسلكي التي تستخدم تقنية مُركِّب التردد قد تحسن بشكل كبير.

  • مولدات إشارة تردد الراديو المركبة: تستخدم جميع مولدات إشارات الترددات الراديوية المستخدمة حاليًا تقنية مُركِّب التردد. يتيح استخدام هذه التقنية إدخال الترددات مباشرة من لوحة المفاتيح ، أو عبر جهاز التحكم عن بعد ، كما أنها تتيح تحديد إشارة الخرج بدقة شديدة. تعتمد الدقة على مذبذب مرجعي داخلي يمكن أن يكون بدرجة عالية جدًا من الدقة ، أو يمكن قفل الإشارة بمرجع تردد خارجي يمكن أن يكون دقيقًا للغاية.

    هناك طريقتان رئيسيتان تُستخدمان في مولدات إشارات التردد الراديوي المركبة:

    • المزج حلقة مغلقة المرحلة: تُستخدم أجهزة توليف الحلقة المغلقة الطور في معظم مولدات إشارات التردد الراديوي لأنها تتيح توليد الإشارات عبر نطاق واسع من الترددات بمستوى منخفض نسبيًا من الإشارات الهامشية. تم تطوير تقنية المزج الحلقي المقفل الطور بشكل جيد وتمكن من إنتاج مولدات إشارات التردد اللاسلكي عالية الأداء باستخدامها.
    • مركب رقمي مباشر ، DDS: يمكن استخدام تقنيات التوليف الرقمي المباشر في مولدات إشارات التردد الراديوي. إنها تتيح زيادات تردد دقيقة للغاية يمكن تحقيقها بسهولة نسبية. ومع ذلك ، فإن الحد الأقصى لـ DDS عادة ما يكون أقل بكثير من الترددات العليا المطلوبة لمولد الإشارة ، لذلك يتم استخدامها بالاقتران مع الحلقات المغلقة بالطور لإعطاء نطاق التردد المطلوب.

مهما كان نوع المذبذب المستخدم ، فإن الاستقرار والتحكم والدقة وكذلك ضوضاء الطور هي قضايا رئيسية. بالنسبة للعديد من متطلبات أجهزة الاختبار اليوم ، فإن استخدام أجهزة توليف التردد يعني أن الاستقرار والتحكم والدقة جيدة جدًا. ومع ذلك ، يمكن أن تكون ضوضاء المرحلة مشكلة في بعض التطبيقات.

تشغيل مولد إشارة الترددات اللاسلكية

لفهم تشغيل الميكروويف العام أو مولد إشارة التردد اللاسلكي ، من المفيد فهم ما يتم تضمينه من حيث الرسم التخطيطي الأساسي للكتلة.

يوجد داخل مولد إشارة RF الحديث عدد من كتل أو أقسام الدوائر الرئيسية:

  • مذبذب: أهم كتلة في مولد إشارة التردد اللاسلكي هي المذبذب نفسه. يمكن أن يكون هذا أي شكل من أشكال المذبذبات ، ولكن من شبه المؤكد اليوم أنه سيتشكل من مركب تردد. يأخذ هذا المذبذب أوامر من وحدة التحكم ويتم ضبطه على التردد المطلوب.
  • المضخم: سيحتاج الإخراج من المذبذب إلى تضخيم. سيتم تحقيق ذلك باستخدام وحدة مكبر صوت خاصة. سيؤدي هذا إلى تضخيم الإشارة ، عادةً إلى مستوى ثابت. سيكون لها حلقة حولها للحفاظ على مستوى الإخراج بدقة في جميع الترددات ودرجات الحرارة. يتم التحكم في هذه الحلقة عن كثب لأن دقة الإخراج النهائي تعتمد عليها.
  • المخفف: يتم وضع المخفف على خرج مولد الإشارة. يعمل هذا على ضمان الحفاظ على مقاومة دقيقة للمصدر وكذلك السماح بضبط مستوى المولد بدقة شديدة. على وجه الخصوص ، تكون مستويات القدرة النسبية ، أي عند التغيير من مستوى إلى آخر دقيقة للغاية وتمثل دقة المخفف. وتجدر الإشارة إلى أن مقاومة الخرج أقل دقة بالنسبة لأعلى مستويات الإشارة حيث يكون التوهين أقل. غالبًا ما يتم تعديل المستويات بزيادات قدرها 0.1 ديسيبل عبر النطاق.
  • مراقبة: تُستخدم المعالجات المتقدمة لضمان سهولة التحكم في مولد إشارة التردد اللاسلكي والميكروويف وقادر على اتخاذ أوامر التحكم عن بعد. سيتحكم المعالج في جميع جوانب تشغيل جهاز الاختبار. كما توجد أيضًا شاشة كبيرة وأدوات تحكم في العديد من مولدات الإشارة الحديثة.

وظائف مولد إشارة الترددات اللاسلكية

يمكن لمولدات إشارات الميكروويف والترددات اللاسلكية تقديم مجموعة كبيرة ومتنوعة من الوظائف والمرافق هذه الأيام. وتشمل هذه بعض ما هو مفصل أدناه:

  • نطاق الترددات: بطبيعة الحال ، فإن نطاق التردد لمولد إشارة التردد اللاسلكي له أهمية قصوى. يجب أن يكون قادرًا على تغطية جميع الترددات التي من المحتمل أن تحتاج إلى توليد. على سبيل المثال ، عند اختبار جهاز استقبال في عنصر من المعدات ، سواء كان هاتفًا محمولًا أو أي جهاز استقبال لاسلكي آخر ، من الضروري أن تكون قادرًا على التحقق ليس فقط من تردد التشغيل ، ولكن أيضًا من الترددات الأخرى حيث توجد مشكلات مثل رفض الصورة ، إلخ.
  • مستوى الإخراج: عادةً ما يتم التحكم في نطاق الإخراج لمولد إشارة التردد اللاسلكي والميكروويف بدرجة عالية نسبيًا من الدقة. يتم الحفاظ على الإخراج داخل جهاز الاختبار نفسه عند مستوى ثابت ثم يتم تمريره من خلال مخفف متغير عالي الدرجة. هذه هي عادة التبديل لإعطاء أعلى درجة من الدقة. عادةً ما يكون النطاق محدودًا في الطرف العلوي بواسطة مكبر الصوت النهائي في مولد إشارة التردد اللاسلكي. قد يكون نطاق إخراج المستوى النموذجي من -127 ديسيبل إلى +7 ديسيبل في خطوات 0.1 ديسيبل.
  • تعديل: تحتوي بعض مولدات إشارات الترددات الراديوية أو الموجات الدقيقة على مذبذبات داخلية يمكنها تطبيق التعديل على إشارة الخرج. لدى الآخرين أيضًا القدرة على تطبيق التعديل من مصدر خارجي. تختلف إمكانيات مولدات الإشارات المختلفة اختلافًا كبيرًا ، لكن أدوات الاختبار المتطورة توفر مستويات عالية جدًا من القدرة.

    على سبيل المثال ، مع تنسيقات التعديل لتطبيقات مثل الاتصالات المتنقلة أصبحت أكثر تعقيدًا ، لذا يجب أن تصبح قدرات مولدات إشارات التردد اللاسلكي أكثر مرونة ، وبعضها يسمح بتنسيقات تعديل معقدة مثل QPSK و QAM وما شابه ذلك. غالبًا ما يشار إلى مولدات الإشارة التي تدعم تنسيقات التعديل المعقدة بمولدات إشارة المتجه.

  • مراقبة: هناك العديد من الخيارات للتحكم في مولدات إشارة الترددات اللاسلكية والميكروويف هذه الأيام. بينما تميل إلى أن تحتوي على عناصر تحكم تقليدية في اللوحة الأمامية ، إلا أن هناك أيضًا العديد من الخيارات للتحكم عن بُعد. تأتي معظم أجهزة اختبار مقاعد البدلاء المعملية مع GPIB المجهزة كمعيار ، ولكن خيارات مثل RS-232 و Ethernet / LXI.

    تعد تقنيات الحامل التي يعد PXI / PXI Express أكثرها استخدامًا خيارًا آخر. تعتمد PXI حول ناقل PCI ، ولكن تم تكييفها خصيصًا لأجهزة الاختبار. النظام موحد ويقوم عدد من الشركات المصنعة بتسويق معدات اختبار PXI. تتوفر مجموعة متنوعة من مولدات إشارة التردد اللاسلكي القائمة على PXI.

    مع توفر عدد من العناصر مثل راسمات الذبذبات ومحللات الطيف في تنسيق USB ، ينطبق الأمر نفسه على مولدات إشارة USB. لا يوجد حاليا مجموعة واسعة من هذه المتاحة. عادةً ما توفر أدوات اختبار USB الوظائف الأساسية لمعدات الاختبار ، ولكن يتم تشغيلها عبر واجهة USB وتستخدم أيضًا طاقة المعالجة للكمبيوتر المرتبط لتوفير واجهة الإنسان / الآلة. هذا النهج يقلل من تكلفة الأداة بشكل كبير. في حين أن العديد من أدوات اختبار USB جيدة جدًا - هناك بعض راسمات الذبذبات USB الممتازة في السوق على سبيل المثال ، ولكن يجب توخي الحذر لضمان الحصول على أداة اختبار بالجودة المطلوبة.

  • مسح: بالنسبة لبعض تطبيقات مولد الإشارة ، من الضروري أن تكون قادرًا على مسح تردد مولد إشارة التردد اللاسلكي. إذا كانت هذه التسهيلات مطلوبة ، فمن الضروري التحقق من المواصفات الخاصة بأدوات الاختبار التي يتم اعتبارها على أنها لا توفر جميع مولدات إشارات التردد اللاسلكي مسحًا من هذا النوع على الرغم من أن البرمجة التي تزيد بشكل تدريجي من تكرار الإخراج في خطوات قد تكون أحد الخيارات قد يكون كافيا.

تُستخدم مولدات إشارات الميكروويف والترددات اللاسلكية على نطاق واسع في مختبرات الاختبار التي تتعامل مع معدات الراديو من أي نوع - يمكن استخدام أدوات الاختبار هذه في كل شيء بدءًا من الأجهزة الخلوية إلى معدات الاتصالات وأجهزة إرسال واستقبال البث والمنتجات اللاسلكية بما في ذلك Bluetooth و Wi-Fi والعديد من المعايير الأخرى . مع العديد من العناصر التي تستخدم إشارات التردد اللاسلكي والميكروويف ، سيزداد استخدام مولدات إشارة التردد اللاسلكي فقط.

تتوفر مجموعة كبيرة ومتنوعة من أدوات الاختبار هذه من مجموعة متنوعة من المصنعين والموردين المختلفين ، وتختلف مولدات إشارات التردد اللاسلكي بشكل كبير في المواصفات والإمكانيات التي تقدمها. يمكن أن تختلف التكاليف بشكل كبير - يمكن أن تتوفر مولدات الترددات اللاسلكية منخفضة التكلفة من حوالي 100 دولار ، وصولاً إلى المولدات النهائية التي تكلف أكثر من 50 ألف دولار. وبالنظر إلى تكاليف أدوات الاختبار هذه ، من الممكن شرائها جديدة أو كاختبار مستخدم ثانٍ معدات.


شاهد الفيديو: طريقة ارسال الصوت من راديو الي راديو اخر (ديسمبر 2021).