신호 발생기
Signal generator신호 발생기는 진폭, 주파수 및 파형 형상의 설정된 특성을 가진 전기 신호를 생성하는 전자 장치 중 하나입니다.이러한 생성된 신호는 전자 측정의 자극으로 사용되며, 일반적으로 전자 장치 또는 전기 음향 장치의 설계, 테스트, 트러블 슈팅 및 수리에도 사용됩니다. 단, 예술적인 용도도 종종 있습니다.[1]
다양한 목적과 용도를 가지며 다양한 수준의 비용을 부담하는 다양한 유형의 신호 발생기가 있습니다.이러한 유형에는 함수 발생기, RF 및 마이크로파 신호 발생기, 피치 발생기, 임의 파형 발생기, 디지털 패턴 발생기 및 주파수 발생기가 포함됩니다.일반적으로 모든 애플리케이션에 적합한 장치는 없습니다.
신호 발생기는 주파수 및 진폭이 보정된 발진기만큼 단순할 수 있습니다.보다 범용적인 신호 발생기를 통해 신호의 모든 특성을 제어할 수 있습니다.현대의 범용 신호 발생기에는 마이크로프로세서 제어 기능이 있으며 PC로부터의 제어가 허용될 수도 있습니다.신호 발생기는 독립형 기기일 수도 있고 보다 복잡한 자동 테스트 시스템에 통합될 수도 있다.
역사
1928년 6월, General Radio 403은 시판된 최초의 상용 신호 발생기입니다.500Hz~1.5의 주파수 범위를 지원했습니다.MHz.[2] 또한 1929년 4월에 General Radio에 의해 50KHz의 [3]주파수로 최초의 상용 주파수 표준이 출시되었습니다.
범용 신호 발생기
함수 발생기
함수 발생기는 단순 반복 파형을 생성하는 장치입니다.이러한 장치에는 반복 파형을 생성할 수 있는 회로인 전자 오실레이터가 포함되어 있습니다(현대 장치에서는 디지털 신호 처리를 사용하여 파형을 합성한 다음 디지털-아날로그 변환기(DAC)를 사용하여 아날로그 출력을 생성할 수 있습니다).가장 일반적인 파형은 사인파이지만, 일반적으로 AWG(임의 파형 발생기)와 마찬가지로 톱니, 스텝(펄스), 사각 및 삼각 파형 오실레이터를 사용할 수 있습니다.발진기가 오디오 주파수 범위(> 20kHz) 이상으로 작동하는 경우 발생기에는 종종 오디오 주파수 변조 파형을 제공하는 두 번째 발진기뿐만 아니라 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM) 또는 위상 변조(PM)와 같은 일종의 변조 기능이 포함됩니다.
임의 파형 발생기
임의 파형 발생기(AWG 또는 ARB)는 주파수 범위, 정확도 및 출력 레벨의 공개된 한계 내에서 임의 파형을 생성하는 정교한 신호 발생기입니다.소량의 특정 파형 세트를 생성하는 함수 발생기와 달리, AWG를 사용하면 다양한 방법으로 소스 파형을 지정할 수 있습니다.AWG는 일반적으로 함수 발생기보다 비싸고 대역폭이 적은 경우가 많습니다.AWG는 하이엔드 설계 및 테스트 어플리케이션에서 사용됩니다.
RF 및 마이크로파 신호 발생기
RF(무선 주파수) 및 마이크로파 신호 발생기는 셀룰러 통신, WiFi, WiMAX, GPS, 오디오 및 비디오 방송, 위성 통신, 레이더 및 전자전 등 다양한 애플리케이션에서 컴포넌트, 수신기 및 테스트 시스템을 테스트하는 데 사용됩니다.RF 신호 발생기와 마이크로파 신호 발생기는 일반적으로 유사한 기능을 가지고 있지만 주파수 범위에 따라 구별됩니다.RF 신호 발생기는 일반적으로 수 kHz에서 6 GHz까지이며 마이크로파 신호 발생기는 1 MHz 미만에서 최소 20 GHz까지 훨씬 넓은 주파수 범위를 커버합니다.일부 모델은 직접 동축 출력을 사용할 경우 70GHz까지 높아지며 외부 도파관 소스 모듈과 함께 사용할 경우 최대 수백GHz까지 높아집니다.RF 및 마이크로파 신호 발생기는 아날로그 신호 발생기 또는 벡터 신호 발생기로 분류할 수 있습니다.
아날로그 신호 발생기
사인파 발진기를 기반으로 하는 아날로그 신호 발생기는 디지털 전자제품이 개발되기 전에는 일반적이었으며 지금도 사용되고 있습니다.무선 주파수와 오디오 주파수 신호 발생기의 목적과 설계에서 뚜렷한 차이가 있었습니다.
- RF
RF 신호 발생기는 정의, 조정, 진폭 및 주파수의 연속파 무선 주파수 신호를 생성합니다.대부분의 모델은 표준 장비 또는 기본 장치에 대한 옵션 기능으로 다양한 유형의 아날로그 변조를 제공합니다.여기에는 AM, FM, δM(위상 변조) 및 펄스 변조가 포함될 수 있습니다.일반적인 기능은 감쇠기가 신호의 출력 전력을 변화시킨다는 것입니다.제조원 및 모델에 따라 출력 전력의 범위는 -135 ~+30 dBm입니다.애플리케이션에 따라 신호 전력이 다르기 때문에 광범위한 출력 전력이 바람직합니다.예를 들어 신호가 매우 긴 케이블을 통해 안테나로 전송되어야 하는 경우 케이블을 통한 손실을 극복하고 안테나에 충분한 전력을 공급하기 위해 고출력 신호가 필요할 수 있습니다.단, 수신기의 감도를 테스트할 때는 수신기가 낮은 신호 대 잡음 조건에서 어떻게 동작하는지 확인하기 위해 낮은 신호 레벨이 필요합니다.
RF 신호 발생기는 벤치탑 기기, 랙 마운트 기기, 내장형 모듈 및 카드 레벨 형식으로 사용할 수 있습니다.모바일 애플리케이션, 필드 테스트 애플리케이션 및 항공 애플리케이션에는 경량 배터리 구동 플랫폼이 도움이 됩니다.자동화 및 실가동 테스트에서는 멀티 소스 제어가 가능한 웹 브라우저 액세스와 빠른 주파수 전환 속도로 테스트 시간과 throughput이 향상됩니다.
RF 신호 발생기는 무선 수신기를 수리 및 설정하는 데 필요하며 전문 RF 애플리케이션에 사용됩니다.
RF 신호 발생기는 주파수 대역, 전력 용량(-100dBc ~ +25dBc), 다양한 반송파 주파수, 스퍼 및 고조파에서의 싱글 사이드 밴드 위상 노이즈, 주파수 및 진폭 전환 속도 및 변조 기능을 특징으로 합니다.
- AF
오디오 주파수 신호 발생기는 오디오 주파수 범위 이상의 신호를 생성합니다.1939년 Hewlett-Packard Company에 의해 판매된 최초의 제품인 HP200A Audio Orculator가 그 초기 예입니다.응용 프로그램에는 오디오 기기의 주파수 응답 확인 및 전자 실험실에서의 많은 사용이 포함됩니다.
기기 왜곡은 신호원으로서 매우 낮은 왜곡 오디오 발생기를 사용하여 측정할 수 있으며, 파형 분석기를 사용하여 출력 왜곡을 고조파별로 측정하거나 단순히 전체 고조파 왜곡을 측정할 수 있습니다.비교적 단순한 [4]회로를 가진 오디오 신호 발생기로 0.0001%의 왜곡을 달성할 수 있습니다.
벡터 신호 발생기
디지털 통신 시스템의 등장으로, 기존의 아날로그 신호 발생기로 이러한 시스템을 적절히 테스트하는 것은 더 이상 불가능합니다.이로 인해 디지털 신호 발생기로도 알려진 벡터 신호 발생기가 개발되었습니다.이러한 신호 발생기는 QAM, QPSK, FSK, BPSK 및 OFDM과 같은 다수의 디지털 변조 형식을 사용할 수 있는 디지털 변조 무선 신호를 생성할 수 있습니다.게다가, 현대의 상용 디지털 통신 시스템은 거의 모두 잘 정의된 업계 표준에 근거하고 있기 때문에, 많은 벡터 신호 발생기는 GE를 사용할 수 있습니다.이러한 표준에 근거해 네이트 신호를 송신합니다.예를 들어 GSM, W-CDMA(UMTS), CDMA2000, LTE, Wi-Fi(IEEE 802.11), WiMAX(IEEE 802.16) 등이 있습니다.이와는 대조적으로, JTRS와 같은 군사 통신 시스템은 견고성과 정보 보안을 매우 중요시하며, 일반적으로 매우 독점적인 방법을 사용합니다.이러한 유형의 통신 시스템을 테스트하기 위해 사용자는 종종 자체 사용자 지정 파형을 생성하여 벡터 신호 발생기에 다운로드하여 원하는 테스트 신호를 생성합니다.
디지털 패턴 발생기
논리 신호 발생기, 데이터 패턴 발생기 또는 디지털 패턴 발생기는 논리 신호를 생성합니다. 즉, 기존의 전압 레벨의 형태로 논리 1s와 0s입니다.일반적인 전압 표준은 다음과 같습니다. LVTTL, LVCMOS. "펄스/패턴 발생기"와는 다릅니다. "펄스/패턴 발생기"는 서로 다른 아날로그 특성(펄스 상승/하강 시간, 하이 레벨 길이 등)을 가진 로직 펄스를 생성할 수 있는 신호 발생기를 말합니다.
디지털 패턴 발생기는 디지털 집적회로 및 임베디드 시스템의 자극원으로서 기능 검증 및 테스트를 위해 사용됩니다.
특수 용도 신호 발생기
위의 범용 디바이스 외에 특정 애플리케이션용으로 설계된 여러 종류의 신호 발생기가 있습니다.
피치 제너레이터 및 오디오 제너레이터
피치 제너레이터는 오디오 및 음향 애플리케이션에 사용하도록 최적화된 신호 제너레이터의 한 종류입니다.피치 발생기에는 일반적으로 오디오 주파수 범위(20Hz – 20kHz)에 걸친 사인파가 포함됩니다.고급 피치 발생기에는 스위프 발생기(주파수 영역 측정을 위해 범위에 걸쳐 출력 주파수를 변경하는 기능), 멀티피치 발생기(동시에 여러 피치를 출력하고 상호 변조 왜곡 및 기타 비선형 효과를 확인하는 데 사용) 및 톤 버스트(사용됨)도 포함됩니다.과도현상에 대한 반응을 측정한다.)피치 제너레이터는 일반적으로 실내 또는 음향 재생 시스템의 음향 측정 및/또는 오실로스코프 또는 특수 오디오 분석기와 함께 사용됩니다.
많은 피치 제너레이터가 디지털 도메인에서 동작하며 AES3, SPDIF 등의 다양한 디지털 오디오 형식으로 출력을 생성합니다.이러한 제너레이터에는 클리핑, 지터, 비트 오류 등의 다양한 디지털 효과 및 문제를 자극하는 특수 신호가 포함될 수 있습니다.또한 디지털 오디오 형식과 관련된 메타데이터를 조작하는 방법도 종종 제공됩니다.
신시사이저라는 용어는 음악을 위한 오디오 신호를 생성하거나 조금 더 복잡한 방법을 사용하는 장치에 사용됩니다.
컴퓨터 프로그램
컴퓨터 프로그램을 사용하여 범용 컴퓨터에서 임의 파형을 생성하고 출력 인터페이스를 통해 파형을 출력할 수 있습니다.이러한 프로그램은 상업적으로 제공되거나 프리웨어일 수 있습니다.단순한 시스템에서는 표준 컴퓨터 사운드 카드를 출력 장치로 사용하여 출력 파형의 정확성을 제한하고 주파수가 오디오 주파수 대역 내에 있도록 제한합니다.
비디오 신호 발생기
비디오 신호 발생기는 텔레비전 및 비디오 시스템의 고장을 자극하거나 파라미터 측정을 보조하기 위해 사용되는 소정의 비디오 및/또는 텔레비전 파형 및/또는 기타 신호를 출력하는 장치이다.널리 사용되는 비디오 신호 발생기에는 몇 가지 다른 유형이 있습니다.특정 유형에 관계없이 비디오 제너레이터의 출력에는 일반적으로 수평 및 수직 동기 펄스(아날로그) 또는 동기 워드(디지털)를 포함하여 텔레비전에 적합한 동기 신호가 포함됩니다.컴포지트 비디오 신호(NTSC나 PAL 등)의 제너레이터에는 출력의 일부로서 컬러 버스트 신호도 포함됩니다.비디오 신호 발생기는 다양한 응용 프로그램 및 다양한 디지털 형식에 사용할 수 있습니다. 이들 중 다수는 오디오 생성 기능도 포함합니다(오디오 트랙은 비디오, 텔레비전 프로그램 또는 동영상에서 중요한 부분입니다).
「 」를 참조해 주세요.
- AN/URM-25D 신호 발생기, 1950년대 하드웨어는 현재도 사용 중입니다.
- 디지털(로직) 유형의 신호를 생성하기 위한 디지털 패턴 발생기
- 개별 전화 케이블 쌍을 찾는 데 사용되는 유도 증폭기
레퍼런스
- ^ "What is a Signal Generator?". Tektronix.
- ^ Burke, Charles (March 1930). "The Standard-Signal Method of Measuring Receiver Characteristics" (PDF). General Radio. Archived (PDF) from the original on December 18, 2018.
Experimenter - Issue Vol. IV, No. 10
- ^ Thiessen, Arthur (1965). "A History of the General Radio Company 1915-1965" (PDF). General Radio. Archived (PDF) from the original on December 18, 2018.
- ^ 캐패시터 사운드 1 - 저왜곡 (Sub 1PPM)1 kHz 테스트 오실레이터, C Bateman, 2002년 7월 Electronics World, 2003년 3월 확장.설명, 측정, 회로 및 PCB 레이아웃
