سیگنال ژنراتور RF:
«مولد سیگنال فرکانس رادیویی» (Radio Frequency Signal Generator) یا سیگنال ژنراتور RF یکی از تجهیزات بسیار مهم اندازه گیری و تست (Test Instrumentation) به شمار می آید که در حوزه تست مدارات فرکانس رادیویی و مایکروویو کاربرد دارد.
در واقع می توان گفت که یک سیگنال ژنراتور RF یا مایکروویو، منبعی از سیگنال را در اختیار ما قرار می دهد که می توان از آن برای تست عملکرد مدار مورد آزمایش استفاده کرد.
بر خلاف بسیاری دیگر از ادوات تست، سیگنال ژنراتور RF هیچ اندازه گیری را در مدار انجام نمی دهد، بلکه شرایط صحیح آزمایش را برای سایر ابزارهای سنجشی فراهم می آورد تا سیگنال خروجی از مدار را اندازه گیری کند.
هدف اصلی یک سیگنال ژنراتور RF این است که سیگنالی با مشخصه های معین (مانند دامنه، فرکانس، مدولاسیون و …) تولید کند.
بنابراین این امکان وجود دارد که با نگریستن در پاسخ مدار، به نحوه دقیق عملکرد آن پی برد. معمولا از یک سیگنال ژنراتور RF همراه با سایر تجهیزات اندازه گیری مانند اسیلوسکوپ، «تحلیل کننده طیفی» (Spectrum Analyzer)، «توان سنج» (Power Meter)، «فرکانس شمار» (Frequency Counter) و … استفاده می شود.
انواع سیگنال ژنراتور RF:
یک سیگنال ژنراتور RF را می توان به روش های مختلفی طراحی کرد. با وجود پیشرفت های تکنولوژی که در سال های اخیر در حوزه طراحی و ساخت مدارات الکترونیکی به وجود آمده است، تکنیک های مختلفی برای این کار وجود دارند.
البته باید توجه کرد که اگر چه توانایی تجهیزات تست و اندازه گیری موجود در عصر جدید به حد قابل توجهی افزایش یافته است، اما مفاهیم اساسی در این حوزه ها همچنان ثابت باقی مانده است. در تصویر زیر نمایی از یک سیگنال ژنراتور RF معمولی نشان داده شده است.
در حالت کلی می توان گفت دو نوع سیگنال ژنراتور RF وجود دارد که در حوزه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در ادامه به بررسی انواع مختلف سیگنال ژنراتور RF می پردازیم.
سیگنال ژنراتور RF آزادگرد:
سیگنال ژنراتور RF «آزادگرد» (Free running) امروزه به ندرت مورد استفاده قرار می گیرد؛ زیرا فرکانس این نوع از مولدهای RF در معرض «رانش» (Drift) قرار دارند.
گاهی اوقات سیگنال ژنراتورهای RF آزادگرد ساده نوع «Low End» از یک یا دو ترانزیستور استفاده می کردند که در این حالت سطح عملکرد بسیار معمولی داشتند، اما قیمت آن ها ارزان بود و به همین دلیل برای کاربران مبتدی قابل استفاده بودند. این نوع از سیگنال ژنراتورهای RF امرزوه جای خود را به انواع دیگر داده است.
البته به تدریج سیگنال ژنراتورهای RF آزادگرد نوع «High End» نیز توسعه پیدا کردند.
این نوع از سیگنال ژنرتورهای RF این مزیت را دارند که سیگنال تولید شده توسط آن ها بسیار تمیز است و سطح نویز فاز در دو طرف سیگنال اصلی تقریبا برابر با صفر است، در حالی که در برخی از سایر انواع سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی سطح نویز روی سیگنال اصلی نسبتا بالا است.
برخی از این سیگنال ژنراتورها از نوعی «حلقه قفل فرکانس» (Frequency Locked Loop) استفاده می کنند تا ابزاری برای اضافه کردن پایداری فرکانسی ایجاد کنند، البته سطح نویز فاز بسیار پایینی هنوز باقی می ماند.
این نوع از سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی نیز امروزه رواج کمی دارند؛ زیرا عملکرد سیگنال ژنراتور RF با استفاده از تکنولوژی «ترکیب کننده های فرکانسی» (Frequency Synthesizer) به صورت قابل توجهی ارتقا یافته است.
سیگنال ژنراتور RF ترکیبی (Synthesized):
امروزه تقریبا تمام سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی از تکنولوژی ترکیب کننده فرکانسی یا سینت سایزرهای فرکانسی استفاده می کنند.
استفاده از چنین تکنیکی این امکان را فراهم می آورد که فرکانس ها مستقیما از طریق یک صفحه کلید و یا کنترل از راه دور وارد شوند و نیز موجب تعیین دقیق سیگنال خروجی می شود.
البته دقت در سیگنال خروجی تولید شده هم به اسیلاتور مرجع داخلی بستگی دارد که درجه دقت بسیار بالایی داشته باشد و هم می توان سیگنال را به یک فرکانس مرجع خارجی قفل کرد تا دقت به صورت فوق العاده ای بالا برود.
در سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی نوع ترکیبی معمولا دو تکنیک اصلی وجود دارد که از آن ها استفاده می شود.
این دو تکنیک به صورت زیر هستند:
ترکیب کننده حلقه قفل فاز:
تکنیک «ترکیب کننده های حلقه قفل فاز» (Phase Locked Loop Synthesizer) در اکثر سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی مورد استفاده قرار می گیرند؛ زیرا از این طریق می توان سیگنال ها را در گستره وسیعی از فرکانس ها با سطح سیگنال های «جعلی» (Spurious) نسبتا پایین تولید کرد.
تکنولوژی ترکیب کننده های حلقه قفل فاز تا حد زیادی بسط یافته است و در سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی مورد استفاده قرار می گیرد. در تصویر زیر بلوک دیاگرام ترکیب کننده حلقه قفل فاز نشان داده شده است.
ترکیب کننده دیجیتال مستقیم:
تکنیک «ترکیب کننده دیجیتال مستقیم» (Direct Digital Synthesizer) یا به اختصار DDS نیز در برخی از سیگنال ژنراتورهای فرکانس رادیویی مورد استفاده قرار می گیرد.
با استفاده از این تکنیک می توان به آسانی به افزایش فرکانس بسیار خوبی دست یافت. با این حال، حد بالای فرکانس در تکنیک ترکیب کننده دیجیتالی مستقیم معمولا بسیار پایین تر از بزرگ ترین فرکانس مورد نیاز در سیگنال ژنراتور فرکانس رادیویی است؛ بنابراین از این تکنیک به صورت ترکیبی با تکنیک حلقه قفل فاز استفاده می شود تا بازه فرکانسی مورد نیاز در سیگنال ژنراتور به دست آید.
اسیلاتور مورد استفاده از هر نوع که باشد، پایداری، کنترل، دقت و نیز نویز فاز از مسایل بسیار مهم در یک سیگنال ژنراتور RF به شمار می آیند.
امروزه برای بسیاری از الزامات دستگاه های سنجش، استفاده از ترکیب کننده های فرکانسی بدین معنی است که پایداری، کنترل و دقت در سطح بسیار خوبی قرار دارند. البته در برخی کاربردها نویز فاز می تواند یک مشکل باشد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
