ПРЕИМУЩЕСТВА НАЛИЧИЯ ДВУХ КАНАЛОВ В ГЕНЕРАТОРАХ СИГНАЛОВ

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой Генераторов Сигналов, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Введение

Для многих приложений генератора формы сигнала требуется только односторонний сигнал, привязанный к земле. В таких сценариях будет достаточно генератора с одним выходом. Однако для многих других приложений просто лучше использовать двухканальный прибор. Конечно, можно синхронизировать независимые одноканальные устройства, но двухканальный прибор обеспечивает более точную синхронизацию благодаря работе от одного внутреннего тактового генератора выборки. В этом документе будут рассмотрены некоторые приложения, которые выиграют от использования двухканального генератора формы сигнала.

Суммирование каналов

Среди наиболее мощных функций двухканального генератора сигналов — возможность объединять выход одного канала с другим (рисунок 1). В результате два канала, синхронизированные с одним и тем же тактовым генератором, могут создавать составной выход. Поскольку формы волн, создаваемые каждым каналом, программируются независимо, их можно использовать вместе для выполнения нескольких операций, одной из которых является суммирование каналов. Пользователи могут объединять сигналы с двух каналов генератора, используя простой T-адаптер BNC.

Рисунок 1 - В этом примере формы волн M1 и M2 (сохраненные в памяти осциллографа) объединяются в трассе F1, чтобы показать сумму их пиковых значений. Измерения появляются непосредственно под трассой F1

Среди преимуществ, получаемых в результате суммирования каналов, — расширенный динамический диапазон. Программируя различные значения усиления на двух суммируемых каналах, генератор может выдавать большие сигналы с малыми характеристиками. Разрешение программирования, достигаемое с помощью этой техники, больше разрешения одного канала. Кроме того, если выходной предел ЦАП был достигнут на одном канале, суммирование этого канала со вторым каналом эффективно увеличивает динамический диапазон.

Для примера см. таблицу:

В этом примере синусоида на Ch1 имеет размах 5 В. Фильтр 10 МГц служит для удаления острых углов в форме волны, возникающей из-за дискретных шагов ЦАП в запрограммированной форме волны. Всплеск, произведенный на Ch2, в 500 раз меньше синусоиды, на которую он накладывается. Из-за соотношения запрограммированных усилений для двух каналов разрешение сбоя такое же высокое, как и у синусоиды.

Другое применение суммирования каналов — регулируемый размер элемента. В двухканальном режиме суммирования пользователи могут создать форму волны на Ch1 с аномалией на Ch2 (рисунок 2). Изменяя усиление на Ch2, можно изменить амплитуду аномалии, не меняя амплитуду формы волны Ch1. Фактически, все параметры обоих каналов являются гибкими на лету, включая частоту, период, фазу, смещение и многое другое. Это может быть мощным инструментом для изучения устойчивости различных схем к нежелательным явлениям, таким как чувствительность к недорегулированию.

Рисунок 2 - Синусоида 1 МГц с амплитудой 6 В p-p объединяется с импульсом 2 МГц, 20 нс с амплитудой 4 В p-p. Амплитуда импульса регулируется независимо относительно синусоиды

Помните, что суммирование каналов — это только один из способов создания различных форм сигналов. Такой инструмент, как генераторы сигналов WaveStation компании Teledyne LeCroy, обеспечивает функциональность произвольной формы сигнала, например, рисование уравнения или поточечную настройку точек выборки. При этом наличие двух каналов обеспечивает пользователю больший динамический диапазон, что очень полезно для приложений, в которых небольшой сигнал зависит от больших колебаний напряжения, например, выход импульсного источника питания. Также стоит отметить, что хотя функциональность произвольной формы сигнала является благом для многих приложений, включающих нестандартные сигналы, сигнал, созданный с использованием двух каналов и суммирования каналов, обеспечивает большую гибкость. Произвольная форма сигнала, однажды сохраненная в памяти инструмента, повторяется в своей точной форме, если только пользователь не изменит форму сигнала в памяти.

Точный контроль фазы

Благодаря прямому цифровому синтезу двухканальных форм сигналов по точкам пользователи могут точно настраивать фазовые соотношения между двумя формами сигналов. Чтобы понять, как это достигается, представьте себе колебание синусоидальной волны как вектор, вращающийся вокруг «фазового колеса». Количество дискретных фазовых точек в «колесе» задается разрешением фазового аккумулятора. Выход фазового аккумулятора подает сигнал в таблицу преобразования фазы в амплитуду, которая, в свою очередь, подает сигнал на ЦАП. Длина слова настройки фазы 14 бит обеспечивает разрешение управления задержкой фазы 0,022°.

Примеры применения

Преимущества, присущие двухканальному генератору сигналов, делают эти приборы идеальными для многих приложений. Рассмотрим, например, задачу моделирования радиолокационных приемников. Обычно выходной сигнал радиолокационного приемника состоит из двух сигналов: синфазного сигнала основной полосы (или сигнала I) и квадратурно-фазового сигнала основной полосы (или сигнала Q). Генератор сигналов используется для создания такой пары сигналов с целью тестирования и/или характеристики схемы цифровой обработки сигнала, которая следует за самим приемником. С помощью генератора пользователи могут создавать различные тестовые сигналы, начиная от импульсного CW и заканчивая импульсами, сформированными с помощью амплитудной модуляции, и заканчивая сложными пакетами с использованием частотной модуляции и развертки. Создание видеосигналов — еще одно приложение, которое хорошо обслуживается двухканальным генератором сигналов. Несмотря на то, что стандарты телевидения высокой четкости продолжают развиваться, технологии потребительского видео требуют нестандартных форматов телевизионных сигналов, которые многие генераторы сигналов не могут воспроизвести. Двухканальный генератор сигналов может создавать основную структуру заданного видеосигнала на одном канале, размещая сигналы синхронизации или другую информацию на втором канале.

Выводы

Зачем рассматривать двухканальный генератор формы сигнала? Благодаря тому, что оба канала управляются одним внутренним тактовым генератором выборки, синхронизация между двумя каналами гораздо точнее, чем можно было бы достичь с помощью пары одноканальных устройств. Возможность суммирования каналов значительно расширяет возможности инструмента. Добавление высокоточного фазового управления двумя каналами является еще одним преимуществом.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик генераторов сигналов в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/generatory