اسیلوسکوپ دیجیتال با آنالایزر طیف MDO3052. اسیلوسکوپ دیجیتال MDO3012 با آنالایزر طیف EMC، محیط و ایمنی

مدل مینیاتوری اسیلوسکوپ ذخیره سازی دیجیتال USB 2 کاناله. ساخته شده در قالب یک پیشوند برای کامپیوتر. از طریق پورت USB متصل می شود. طراحی اصلی و ویژگی های فنی عالی همیشه توجه متخصصان را به خود جلب می کند.

• 2 کانال مستقل با پهنای باند تا 100 مگاهرتز
• بافر نوشتن تا 128 کیلوبایت در هر کانال (تعریف شده توسط کاربر)
• طول پیش ضبط/پس از ضبط به صورت دلخواه انتخاب می شود
• حساسیت بالا (از 10 mV/div)
• تنظیم خودکاربه سیگنال های ورودی
• حالت های زمان بندی پیشرفته
• انتخاب بزرگی از مکان نما و اندازه گیری های خودکار
• اندازه گیری های آماری و هیستوگرام ها
• آنالایزر طیف (FFT)
• فسفر دیجیتال
• زنگ خطر. هشدار
• اتصال به کامپیوتر از طریق USB 2.0
• داخل/خارج همگام سازی خارجی (سازگار - TTL)

مشخصات اسیلوسکوپ USB

• سرعت نمونه برداری 10 گیگاهرتز (حالت استروبوسکوپی)
• نرخ نمونه برداری 100 مگاهرتز (زمان واقعی)
• ضریب انحراف عمودی 10 mV/div...10 V/div در مراحل 1-2-5
• وضوح 8 بیت
• -3 دسی بل محدوده فرکانس: 0 هرتز ... 100 مگاهرتز (DC)، 1.2 هرتز ... 100 مگاهرتز (AC)
• امپدانس ورودی 1 MΩ یا 50 Ω
• بیشترین ولتاژ ورودی: ± 50 ولت در Rin = 1 MΩ، ± 2.25 ولت در Rin = 50 Ω
• حداقل دوره تکرار ساعت 20 ثانیه
• حداقل عرض پالس ساعت 10 ns
• پارامترهای سیگنال ورودی برای ارائه همگام سازی گسترده در ورودی های "CH1"، "CH2" (در رابطه با یک پالس مستطیلی): دامنه - نه کمتر از
  20 میلی ولت، مدت زمان - نه کمتر از 50 ns، دوره تکرار - نه کمتر از 50 ns
• محدوده ضریب رفت و برگشت 10 ns/div....0.1 s/div
• کالیبراتور 1 کیلوهرتز، 3 ولت pk-pk
• منبع تغذیه +5 ولت
• وزن 0.19 کیلوگرم
• ابعاد کلی 150x85x32 میلی متر

نرم افزار AKTAKOM Oscilloscope Pro (همراه با ابزار):

هدف:

این برنامه برای کنترل تمام عملکردی اسیلوسکوپ های USB ACK-3106، ACK-3116، ASK-3002، ASK-3102 و ASK-3202، جمع آوری داده های اندازه گیری از دو کانال، پردازش، نمایش و ذخیره آنها در رایانه طراحی شده است.

ممکن ها:

این برنامه شناسایی و گردآوری لیستی از ابزارهای مجازی موجود برای عملیات متصل به رایانه را به صورت محلی (توسط رابط USB) یا از طریق شبکه اترنت/اینترنت؛ نمونه انتخابی اسیلوسکوپ USB را مقداردهی اولیه و آزمایش کنید.

این برنامه کنترل تمام پارامترهای موجود برای پیکربندی این نوع تجهیزات (به توضیحات ابزارهای پشتیبانی شده مراجعه کنید) و خواندن داده ها به صورت فریم به فریم (حالت اسیلوسکوپ) یا پیوسته (حالت ضبط نمودار) را فراهم می کند. اسیلوگرام‌های جمع‌آوری‌شده در نمودارهای اصلی و کلی نمایش داده می‌شوند، نمودارها می‌توانند توسط کاربر خودسرانه مقیاس شوند، سبک ترسیم نمودار قابل تنظیم است (نقاط، بخش‌ها، خطوط)، ماندگاری و حالت‌های فسفر دیجیتال برای نمایش در دسترس هستند. دو مکان نما و ده برچسب سفارشی برای اندازه گیری های دستی در یک برنامه در دسترس هستند، موقعیت ها و فواصل مکان نماها و برچسب ها به صورت عددی در یک پنجره برنامه جداگانه نمایش داده می شوند.

هر دو حالت اسیلوسکوپ دیجیتال با اکتساب متوالی شکل موج های با طول محدود و حالت ضبط کننده با اکتساب مداوم و نمایش داده ها به طور نامحدود پشتیبانی می شوند.

این نرم افزار به شما امکان می دهد داده های شکل موج را در فایل ها به شکل داده های عددی بنویسید (فرمت جهانی AKTAKOM USB Lab). سپس فایل های داده های عددی را می توان برای مشاهده و تجزیه و تحلیل دوباره در برنامه بارگذاری کرد.

با استفاده از ابزار، می‌توانید فایل داده را برای خواندن توسط سایر برنامه‌های AKTAKOM USB Lab در قالب AKTAKOM USB Lab تبدیل کنید، یا داده‌ها را به فرمت متنی CSV تبدیل کنید، که سپس می‌تواند توسط هر ویرایشگر متن یا پردازشگر صفحه‌گسترده باز شود. امکان ذخیره تصویر آماده از سیگنال های دریافتی روی نمودار در فایلی با فرمت BMP یا با فرمت های برداری WMF یا EMF وجود دارد.

چاپ داده های اندازه گیری نیز پشتیبانی می شود، چاپ را می توان به یک چاپگر یا به یک فایل گرافیکی ارسال کرد.
برای پردازش و اندازه‌گیری خودکار، یک ماژول تحلیل در برنامه تعبیه شده است.

ویژگی های استاندارد ماژول آنالیز اسیلوسکوپ USB شامل موارد زیر است:

• فیلتر دیجیتال (فیلترهای چند جمله ای، تجمعی و طیفی)؛
• تبدیل سیگنال دیجیتال (تقویت/تضعیف دامنه، فشرده سازی/انبساط مقیاس زمانی، انعکاس عمودی، برگشت افقی، اضافه کردن نویز)؛
• توابع مختلف ریاضی از سیگنال ها توسط کانال ها (مجموع، تفاوت، محصول، نسبت، ریشه میانگین مربع کانال ها، مشتق، انتگرال کانال، انتگرال محصول کانال، همبستگی کانال).
• زنگ هشدار، که خروجی سیگنال را فراتر از محدوده دامنه تنظیم شده نظارت می کند (هم در حالت ضبط و هم در حالت اسیلوسکوپ موجود است).
• توابع ولت متر، فرکانس متر، تغییر فاز سنج و انتگرال.
• اندازه گیری خودکارپارامترهای پالس (دامنه، اوج به اوج، سنبله ها، میانه، میانگین، انحراف استاندارد، فرکانس، دوره، مدت زمان پالس، چرخه وظیفه، زمان افزایش، زمان سقوط)؛
• تجزیه و تحلیل طیفی (بخش قابل انتخاب اسیلوگرام، تعیین SOI، پارامترهای هارمونیک اساسی، اندازه گیری مکان نما در طیف نگار، پنجره ها پشتیبانی می شوند: مستطیل، مثلثی، هان، همینگ، بلکمن، بلکمن-هریس، گاوس، کسینوس مخروطی، مسطح، نمایی) و سنتز سیگنال.
• پردازش آماری نتایج اندازه گیری (برای پارامتر انتخاب شده، میانگین، حداقل، حداکثر، انحراف استاندارد تعیین می شود، هیستوگرام توزیع احتمال ساخته می شود، چولگی و کشیدگی توزیع تعیین می شود، اندازه گیری مکان نما روی هیستوگرام).
• ماشین حساب فرمول;
• ویرایشگر شبیه سازی سیگنال

این برنامه به کاربر اجازه می دهد تا رنگ عناصر نمودار و ضخامت خطوط شکل موج را به صورت دستی تنظیم کند یا این تنظیمات را از فایل های طرح رنگی ذخیره شده قبلی بارگیری کند. اندازه، موقعیت و شفافیت تمام پنجره های برنامه نیز می تواند توسط کاربر پیکربندی شود. تمام تنظیمات برنامه را می توان در یک فایل پیکربندی نوشت و سپس بارگذاری کرد.

حالت های زمان بندی پیشرفته

	پرتاب از جلو	عبور از یک سطح ولتاژ معین در یک جهت معین
	ماشه انتقال	زمان صعود یا سقوط
	ماشه بر اساس مدت زمان	بر اساس مدت زمان نبض
	شروع مکث	بدون پالس در زمان مشخص شده
	ماشه اشکال	برای یک پالس با مدت زمان کمتر از دوره نمونه برداری
	راه اندازی با رانت	با دامنه پالس
	توسط پنجره اجرا شود	با خروجی/ورود سیگنال به پنجره آستانه
	ماشه الگوی بولی	تابع منطق کانال
	ماشه در حالت منطقی	عملکرد منطقی کانال های مرتبط با پالس های همگام
	راه اندازی متوالی	رویداد B پس از رویداد A (با تأخیر و/یا تعداد رویدادها)

• حداقل مقدار مدت فاصله اندازه گیری شده: حداقل پنج دوره نمونه برداری با فاصله تکرار نیز حداقل پنج دوره نمونه برداری.
• حداکثر مقدار مدت زمان فاصله اندازه گیری شده: حداکثر 65535 دوره نمونه برداری.
• با انواع ماشه متوالی، منابع رویداد A و B می توانند کانال های A، B، ورودی خارجی باشند. شرایط ماشه برای انواع متوالی لبه های سیگنال رویداد A، B است. تعداد تکرار رویدادهای A، B: از 1 تا 255.

فرصت ها

• گزینه Advanced Trigger Timing Modes به این ابزار اجازه می دهد تا به عنوان یک دستگاه تحریک "هوشمند" استفاده شود. در خروجی کانکتور X1، با توجه به شرایط مشخص شده، می توانید یک سیگنال ماشه سطح TTL را برای هر دستگاه دیگری توسط سیگنال یا سیگنال های خارجی (با ورودی های "CH 1" و/یا "CH 2") دریافت کنید.

تجهیزات استاندارد

• اسیلوسکوپ USB
• کتابچه راهنمای
• نرم افزار
  • نرم افزار اسیلوسکوپ مجازی AOP Aktakom Oscilloscope Pro
  • درایور AUNLibUSB 1.2.6.0 برای ابزارهای مجازی آزمایشگاه USB

نرم افزار موجود در تحویل استاندارد فاقد رسانه فیزیکی بوده و پس از خرید و ثبت دستگاه با ذکر شماره سریال در قسمت “ ” در سایت قابل دانلود می باشد.

برای دانلود نرم افزار روی دکمه "دانلود" کلیک کنید یا به آدرس "

اسیلوسکوپ ترکیبی سری MDO3000 ابزاری است که می تواند در طراحی و اشکال زدایی مجتمع های مدرن بسیار مفید باشد. سیستم های الکترونیکی. این اسیلوسکوپ 6 ابزار را ترکیب می کند: یک تحلیلگر طیف، یک شکل موج دلخواه و ژنراتور تابع استاندارد، یک تحلیلگر منطقی، یک آنالایزر پروتکل و یک شمارنده دیجیتال ولت/فرکانس. اسیلوسکوپ سری MDO3000 را می توان سفارشی و ارتقا داد. امکان افزودن توابع و انتخاب ویژگی هایی که در آن مورد نیاز است وجود دارد این لحظهیا ممکن است بعدا مورد نیاز باشد.
اسیلوسکوپ های سری MDO3000 دارای یک صفحه نمایش عریض 9 اینچی (229 میلی متری) و کیفیت بالا(800 × 480 WVGA) برای مطالعه دقیق سیگنال های پیچیده.

مشخصات فنی اصلی
اسیلوسکوپ
مدل های 2 و 4 کانال های آنالوگ
مدل های پهنای باند 1 گیگاهرتز، 500 مگاهرتز، 350 مگاهرتز، 200 مگاهرتز و 100 مگاهرتز
پهنای باند را می توان افزایش داد (تا 1 گیگاهرتز)
نرخ نمونه تا 5 GS/s
طول 10 M نقطه را در همه کانال ها ضبط کنید
حداکثر سرعتضبط سیگنال > 280000 wfms
پروب های ولتاژ غیرفعال استاندارد با ظرفیت ورودی 3.9 pF و پهنای باند آنالوگ 1 گیگاهرتز، 500 مگاهرتز، یا 250 مگاهرتز

آنالایزر طیف
محدوده فرکانس
که در پیکربندی استاندارد: 9 کیلوهرتز تا حد بالایی پهنای باند اسیلوسکوپ
گزینه: 9 کیلوهرتز تا 3 گیگاهرتز
پهنای باند فوق گسترده تا 3 گیگاهرتز

شکل موج دلخواه و تولید تابع استاندارد (اختیاری)
13 شکل موج از پیش تعریف شده
تولید سیگنال 50 مگاهرتز
طول رکورد 128000 امتیاز
نرخ نمونه برداری از ژنراتور شکل موج دلخواه 250 MSa/s

تحلیلگر منطقی (اختیاری)
16 کانال های دیجیتال
طول 10 میلیون امتیاز در همه کانال ها ضبط کنید
وضوح زمان 121.2 ثانیه

تحلیلگر پروتکل (اختیاری)
استانداردهای پشتیبانی شده اتوبوس های سریال: I2C، SPI، RS-232/422/485/UART، USB 2.0، CAN، LIN، FlexRay، MIL-STD-1553 و اتوبوس های صوتی

ولت متر دیجیتال (رایگان با ثبت دستگاه)
اندازه گیری RMS AC و پست کنید. ولتاژ، RMS AC ولتاژ DC با وضوح 4 رقمی
اندازه گیری فرکانس با وضوح 5 رقمی

ویژگی ها و مزایا
دریافت سیگنال‌ها با سرعت بالا در حالت FastAcq™ به شما امکان می‌دهد به سرعت ناهنجاری‌های ظریف سیگنال را پیدا کنید.
کنترل پنل Wave Inspector® پیمایش و خودکارسازی جستجوی داده های شکل موج را آسان می کند
33 اندازه گیری خودکار و هیستوگرام سیگنال برای تجزیه و تحلیل سیگنال ساده
TekVPI® Probe Interface از پروب های فعال، دیفرانسیل و جریان با محدوده خودکار و انتخاب واحد پشتیبانی می کند
صفحه نمایش رنگی 9 اینچی (229 میلی متر).
اندازه و وزن کوچک - تنها 147 میلی متر عمق و 4.2 کیلوگرم وزن دارد

تجزیه و تحلیل طیف
کنترل پنل جلویی اختصاصی برای رایج ترین کارها
نشانگرهای پیک خودکار برای تعیین فرکانس و دامنه پیک های طیف
نشانگرهای دستی برای اندازه گیری پارامترهای سیگنال خارج از پیک
انواع ردیابی مورد استفاده: معمولی، متوسط، حداکثر نگه دارید، حداقل نگه دارید
حالت نمایش اسپکتروگرام کنترل بصری و تجزیه و تحلیل رویدادهای به آرامی در حال تغییر را تسهیل می کند
اندازه گیری خودکار: اندازه گیری قدرت سیگنال در کانال، ضریب جداسازی کانال های مجاور از نظر توان و پهنای باند اشغال شده

ایجاد شکل موج دلخواه و توابع استاندارد
تولید سیگنال از پیش تعیین شده برای شبیه سازی سریع دستگاه در توسعه سیستم
گرفتن سیگنال از ورودی های آنالوگ یا دیجیتال، انتقال سیگنال های گرفته شده به حافظه برای ویرایش، و خروجی سیگنال های ویرایش شده
اضافه کردن نویز به هر سیگنال برای آزمایش در شرایط نامطلوب

توسعه و آزمایش سیستم های سیگنال مختلط
شروع خودکاررمزگشایی و جستجوی سیگنال های باس موازی
ماشه چند کاناله هنگام راه اندازی و زمان نگه داشتن
حالت ضبط پرسرعت MagniVu™ وضوح زمانی 121.2 ps را برای کانال های دیجیتال فراهم می کند.

تجزیه و تحلیل پروتکل
راه اندازی، رمزگشایی و جستجوی خودکارمحتویات بسته رایج ترین استانداردهای گذرگاه سریال در توسعه سیستم های جاسازی شده.
صادرات جداول رمزگشایی پروتکل مورد استفاده در مستندسازی نتایج

ولت متر و فرکانس شمار دیجیتال
بررسی سریع بصری مقادیر ولتاژ و فرکانس اندازه گیری شده
نمایش گرافیکی اطلاعات ثبات اندازه گیری

فرصت بازسازی کامل
الحاقیه عملکرد، پهنای باند اسیلوسکوپ یا پهنای باند تحلیلگر طیف خود را متناسب با نیاز یا بودجه خود افزایش دهید.

اضافی نرم افزار
تجزیه و تحلیل منبع تغذیه
نظارت و تست ماسک را محدود کنید

SoundCard Oszilloscope - برنامه ای که کامپیوتر را به یک اسیلوسکوپ دو کاناله، یک ژنراتور فرکانس پایین دو کاناله و یک تحلیلگر طیف تبدیل می کند.

روز بخیر رادیو آماتورهای عزیز!
هر آماتور رادیویی می داند که برای ایجاد دستگاه های رادیویی کم و بیش پیچیده، لازم است نه تنها یک مولتی متر در اختیار داشته باشید. امروزه در فروشگاه های ما می توانید تقریباً هر دستگاهی را خریداری کنید ، اما - یک "اما" وجود دارد - هزینه کیفیت مناسب هر دستگاه کمتر از چند ده هزار روبل ما نیست و این راز نیست که برای اکثر روس ها این پول زیادی است و بنابراین این دستگاه ها اصلاً در دسترس نیستند یا یک آماتور رادیویی دستگاه هایی را خریداری می کند که برای مدت طولانی استفاده می شود.
امروز در سایت ، سعی خواهیم کرد آزمایشگاه رادیو آماتور را به دستگاه های مجازی رایگان مجهز کنیم -اسیلوسکوپ دیجیتال دو کاناله, مولد فرکانس صوتی دو کاناله, تحلیلگر طیف. تنها عیب این دستگاه ها این است که همه آنها فقط در باند فرکانسی از 1 هرتز تا 20000 هرتز کار می کنند. این سایت قبلاً توضیحی در مورد یک برنامه رادیویی آماتور مشابه داده است:“ “ - برنامه ای که تبدیل می کند کامپیوتر خانگیبه اسیلوسکوپ.
امروز می خواهم برنامه دیگری را مورد توجه شما قرار دهم - "اسیلوسکوپ کارت صدا". این برنامه با ویژگی های خوب، طراحی مدبرانه، سهولت مطالعه و کار در آن مرا جذب کرد. این برنامه به زبان انگلیسی است و ترجمه روسی ندارد. اما من این را به عنوان یک نقطه ضعف نمی بینم. اولاً فهمیدن نحوه کار در برنامه بسیار آسان است ، خودتان آن را خواهید دید و ثانیاً روزی دستگاه های خوبی به دست خواهید آورد (و آنها همه علائم را به زبان انگلیسی دارند ، اگرچه خودشان چینی هستند) و بلافاصله و به راحتی به آنها عادت کنید

این برنامه توسط C. Zeitnitz توسعه یافته و رایگان است، اما فقط برای استفاده خصوصی. یک مجوز برای این برنامه حدود 1500 روبل هزینه دارد، و همچنین یک مجوز به اصطلاح "مجوز خصوصی" وجود دارد که حدود 400 روبل هزینه دارد، اما این بیشتر شبیه کمک مالی به نویسنده برای بهبود بیشتر برنامه است. البته ما از نسخه رایگان این برنامه استفاده خواهیم کرد، که تفاوت آن فقط در این است که هر بار که راه اندازی می شود، پنجره ای با پیشنهاد خرید مجوز ظاهر می شود.

دانلود برنامه (آخرین نسخه تا دسامبر 2012):

(28.1 مگابایت، 52914 بازدید)

ابتدا بیایید "مفاهیم" را درک کنیم:
اسیلوسکوپ- دستگاهی که برای تحقیق، مشاهده، اندازه گیری دامنه و فواصل زمانی طراحی شده است.
اسیلوسکوپ ها طبقه بندی می شوند:
♦ با توجه به هدف و روش خروجی اطلاعات:
- اسیلوسکوپ هایی با جاروی دوره ای برای مشاهده سیگنال های روی صفحه (در غرب به آنها اسیلوسکوپ می گویند)
- اسیلوسکوپ های رفت و برگشت پیوسته برای ضبط منحنی سیگنال بر روی نوار عکاسی (که در غرب اسیلوگراف نامیده می شود)
♦ با توجه به روش پردازش سیگنال ورودی:
- آنالوگ
– دیجیتال

این برنامه در محیطی کمتر از W2000 کار می کند و شامل موارد زیر است:
- یک اسیلوسکوپ دو کاناله با پهنای باند (بسته به کارت صدا) حداقل 20 تا 20000 هرتز.
- ژنراتور سیگنال دو کاناله (با فرکانس تولید شده مشابه)؛
- آنالایزر طیف
– و همچنین امکان ضبط سیگنال صوتی برای مطالعه بعدی وجود دارد

هر کدام از این برنامه ها دارند ویژگی های اضافی، که در جریان مطالعه آنها به آنها خواهیم پرداخت.

ما با Signalgenerator شروع می کنیم:

ژنراتور سیگنال همانطور که گفتم دو کاناله است - کانال 1 و کانال 2.
هدف کلیدها و پنجره های اصلی آن را در نظر بگیرید:
1 – دکمه هایی برای روشن کردن ژنراتورها؛
2 – پنجره تنظیم شکل موج خروجی:
سینوسی- سینوسی
مثلث- مثلثی
مربع- مستطیل شکل
دندان اره ای- دندان اره ای
نویز سفید- سر و صدای سفید
3 – تنظیم کننده های دامنه سیگنال خروجی (حداکثر - 1 ولت)؛
4 – دکمه های تنظیم فرکانس (فرکانس مورد نظر را می توان به صورت دستی در جعبه های زیر دستگیره ها تنظیم کرد). اگرچه حداکثر فرکانس روی رگولاتورها 10 کیلوهرتز است، هر فرکانس مجاز را می توان در پنجره های پایینی (بسته به کارت صدا) وارد کرد.
5 – ویندوز برای تنظیم دستی فرکانس؛
6 – روشن کردن حالت "Sweep-generator". در این حالت، فرکانس خروجی ژنراتور به طور دوره ای از حداقل مقدار تنظیم شده در کادرهای "5" به حداکثر مقدار تعیین شده در کادرهای "Fend" در طول زمان تعیین شده در کادرهای "Time" تغییر می کند. این حالت را می توان برای هر یک کانال یا برای دو کانال به طور همزمان فعال کرد.
7 – پنجره هایی برای تنظیم فرکانس پایان و زمان حالت Sweep.
8 – اتصال نرم افزار خروجی کانال ژنراتور به کانال ورودی اول یا دوم اسیلوسکوپ.
9 - تنظیم اختلاف فاز بین سیگنال های کانال اول و دوم ژنراتور.
10 -درتنظیم چرخه وظیفه سیگنال (فقط برای سیگنال مستطیلی معتبر است).

حالا بیایید نگاهی به خود اسیلوسکوپ بیندازیم:

1 – دامنه - تنظیم حساسیت کانال عمودی
2 – همگام سازی- امکان تنظیم جداگانه یا همزمان دو کانال از نظر دامنه سیگنال (با بررسی یا برداشتن علامت)
3, 4 – به شما امکان می دهد سیگنال ها را در امتداد ارتفاع صفحه برای مشاهده فردی آنها پخش کنید
5 – تنظیم زمان جارو کردن (از 1 میلی ثانیه تا 10 ثانیه، در حالی که 1 ثانیه 1000 میلی ثانیه است)
6 – شروع پایانعملکرد اسیلوسکوپ هنگامی که متوقف می شود، صفحه وضعیت فعلی سیگنال ها و دکمه ذخیره را ذخیره می کند ( 16 ) که به شما امکان می دهد وضعیت فعلی را در رایانه در قالب 3 فایل (داده های متنی سیگنال تحت مطالعه، تصویر سیاه و سفید و تصویر رنگیتصاویر از صفحه اسیلوسکوپ در زمان توقف)
7 – ماشه- یک دستگاه نرم افزاری که شروع یک جارو را تا زمانی که شرایط خاصی برآورده شود به تاخیر می اندازد و برای به دست آوردن یک تصویر پایدار بر روی صفحه اسیلوسکوپ عمل می کند. 4 حالت وجود دارد:
– روشن خاموش. هنگامی که ماشه خاموش است، تصویر روی صفحه نمایش "در حال اجرا" یا حتی "لکه دار" به نظر می رسد.
– حالت خودکار . خود برنامه حالت (معمولی یا تک) را انتخاب می کند.
– حالت عادی. در این حالت، یک جاروی مداوم سیگنال مورد مطالعه انجام می شود.
– حالت تک. در این حالت یک جاروی سیگنال یکباره (با فاصله زمانی تعیین شده توسط کنترل زمان) انجام می شود.
8 – انتخاب کانال فعال
9 – حاشیه، غیرمتمرکز- نوع ماشه سیگنال:
- رو به افزایش- در امتداد جلوی سیگنال مورد مطالعه
– افتادن- با کاهش سیگنال مورد مطالعه
10 – تنظیم خودکار – نصب اتوماتیکزمان جارو، حساسیت کانال انحراف عمودی دامنه، و همچنین تصویر به مرکز صفحه نمایش داده می شود.
11 -حالت کانال- تعیین می کند که سیگنال ها چگونه روی صفحه اسیلوسکوپ نمایش داده می شوند:
– تنها– خروجی مجزا از دو سیگنال روی صفحه نمایش
- CH1 + CH2– خروجی از مجموع دو سیگنال
– CH1 - CH2– خروجی اختلاف دو سیگنال
– CH1 * CH2– خروجی حاصل ضرب دو سیگنال
12 و 13 – انتخاب کانال های نمایش داده شده روی صفحه (یا هر یک از این دو، یا دو تا در یک زمان، مقدار در کنار نشان داده می شود دامنه)
14 – خروجی شکل موج کانال 1
15 – خروجی شکل موج کانال 2
16 – قبلاً گذشت - ضبط سیگنال به رایانه در حالت توقف اسیلوسکوپ
17 – مقیاس زمانی (ما یک تنظیم کننده داریم زمان 10 میلی ثانیه است، بنابراین مقیاس از 0 تا 10 میلی ثانیه نمایش داده می شود)
18 – وضعیت- وضعیت فعلی ماشه را نشان می دهد و همچنین به شما امکان می دهد داده های زیر را روی صفحه نمایش دهید:
- HZ و ولت- نمایش فرکانس ولتاژ جریان سیگنال مورد مطالعه
– مکان نما- گنجاندن مکان نماهای عمودی و افقی برای اندازه گیری پارامترهای سیگنال مورد مطالعه
– ورود به سیستم برای پر کردن– ثبت ثانیه به ثانیه پارامترهای سیگنال مورد مطالعه.

اندازه گیری روی اسیلوسکوپ

ابتدا بیایید مولد سیگنال را راه اندازی کنیم:

1. کانال 1 و کانال 2 را روشن کنید (مثلث های سبز روشن می شوند)
2. سیگنال های خروجی - سینوسی و مستطیلی را تنظیم کنید
3. دامنه سیگنال های خروجی را روی 0.5 تنظیم کنید (ژنراتور سیگنال هایی با حداکثر دامنه 1 ولت تولید می کند و 0.5 به معنای دامنه سیگنال 0.5 ولت است)
4. فرکانس ها را روی 50 هرتز قرار دهید
5. به حالت اسیلوسکوپ بروید

اندازه گیری دامنه سیگنال:

1. دکمه زیر کتیبه اندازه گرفتنحالت را انتخاب کنید HZ و ولت، برچسب ها را علامت بزنید فرکانس و ولتاژ. در همان زمان، فرکانس های فعلی برای هر یک از دو سیگنال (تقریبا 50 هرتز) در بالای ما ظاهر می شود، دامنه سیگنال کامل vp-pو ولتاژ سیگنال موثر وف.
2. دکمه زیر کتیبه اندازه گرفتنحالت را انتخاب کنید نشانگرهاو کادر را علامت بزنید ولتاژ. در انجام این کار، ما دو خطوط افقی، و زیر نوشته هایی که دامنه مولفه های مثبت و منفی سیگنال را نشان می دهد ( آو همچنین محدوده کل دامنه سیگنال ( dA).
3. خطوط افقی را در موقعیت مورد نیاز نسبت به سیگنال قرار می دهیم، روی صفحه نمایش داده هایی را در مورد دامنه آنها دریافت می کنیم:

اندازه گیری فواصل زمانی:

ما همان عملیات را برای اندازه گیری دامنه سیگنال ها انجام می دهیم، به استثنای - در حالت نشانگرهابرچسب را علامت بزنید زمان. در نتیجه به جای خطوط افقی، دو خط عمودی و زیر فاصله زمانی بین دو خواهیم داشت خطوط عمودیو فرکانس فعلی سیگنال در این بازه زمانی:

تعیین فرکانس و دامنه سیگنال

در مورد ما، نیازی به محاسبه خاص فرکانس و دامنه سیگنال نیست - همه چیز در صفحه اسیلوسکوپ نمایش داده می شود. اما اگر برای اولین بار در زندگی خود مجبور به استفاده از اسیلوسکوپ آنالوگ هستید و نمی دانید که چگونه فرکانس و دامنه سیگنال را تعیین کنید، این موضوع را برای اهداف آموزشی نیز در نظر خواهیم گرفت.

تنظیمات ژنراتور را همانطور که بود رها می کنیم، به استثنای تنظیم دامنه سیگنال روی 1.0 و تنظیم تنظیمات اسیلوسکوپ مانند تصویر:

ما کنترل دامنه سیگنال را روی 100 میلی ولت، کنترل زمان جابجایی را روی 50 میلی ثانیه تنظیم می کنیم و تصویری از بالا روی صفحه نمایش می گیریم.

اصل تعیین دامنه سیگنال:
تنظیم کننده دامنهما در موقعیت هستیم 100 میلی ولتیعنی تقسیم عمودی شبکه روی صفحه اسیلوسکوپ 100 میلی ولت است. تعداد تقسیمات را از پایین سیگنال به بالا می شماریم (10 تقسیم می کنیم) و در قیمت یک تقسیم ضرب می کنیم - 10*100= 1000 میلی ولت= 1 ولتیعنی دامنه سیگنالی که از بالا به پایین داریم 1 ولت است. به همین ترتیب، می توانید دامنه سیگنال را در هر قسمت از شکل موج اندازه گیری کنید.

تعیین ویژگی های زمانی سیگنال:
تنظیم کننده زمانما در موقعیت هستیم 50 میلی ثانیه. تعداد تقسیمات مقیاس اسیلوسکوپ به صورت افقی 10 است (در این حالت 10 تقسیم روی صفحه داریم)، ​​50 را بر 10 تقسیم می کنیم و 5 می گیریم یعنی قیمت یک تقسیم برابر با 5 میلی ثانیه خواهد بود. ما بخش شکل موج سیگنال مورد نیاز خود را انتخاب می کنیم و در نظر می گیریم که چه تعداد تقسیم بندی مناسب است (در مورد ما، 4 بخش). قیمت 1 تقسیم را در تعداد تقسیم ضرب کنید 5*4=20 و تعیین کنید که دوره سیگنال در منطقه مورد مطالعه است 20 میلی ثانیه.

تعیین فرکانس سیگنال
فرکانس سیگنال مورد مطالعه با فرمول معمول تعیین می شود. ما می دانیم که یک دوره از سیگنال ما است 20 میلی ثانیه، باید بفهمیم در یک ثانیه چند دوره وجود دارد - 1 ثانیه/20 میلی ثانیه = 1000/20 = 50 هرتز.

آنالایزر طیف

آنالایزر طیف- وسیله ای برای مشاهده و اندازه گیری توزیع نسبی انرژی نوسانات الکتریکی (الکترومغناطیسی) در باند فرکانس.
آنالایزر طیف فرکانس پایین(مانند مورد ما) برای عملکرد در محدوده فرکانس صوتی طراحی شده است و برای مثال برای تعیین پاسخ فرکانس استفاده می شود دستگاه های مختلف، در بررسی ویژگی های نویز، تنظیمات تجهیزات مختلف رادیویی. به طور خاص، ما می توانیم پاسخ فرکانس تقویت کننده فرکانس صوتی مونتاژ شده را تعیین کنیم، فیلترهای مختلف را تنظیم کنیم و غیره.
هیچ چیز پیچیده ای در کار با یک آنالایزر طیف وجود ندارد، در زیر هدف تنظیمات اصلی آن را بیان می کنم و شما خودتان با تجربه به راحتی نحوه کار با آن را متوجه خواهید شد.

این چیزی است که تحلیلگر طیف در برنامه ما به نظر می رسد:

اینجا چیست - چه چیزی:

1. نمای نمایشگر مقیاس تحلیلگر به صورت عمودی
2. انتخاب کانال های نمایش داده شده از مولد فرکانس و نوع نمایش
3. قسمت کاری آنالایزر
4. دکمه ای برای ثبت وضعیت فعلی شکل موج در هنگام توقف
5. حالت کار بزرگنمایی
6. تغییر مقیاس افقی (مقیاس فرکانس) از خطی به لگاریتمی
7. فرکانس فعلیهنگامی که ژنراتور در حالت جارو کار می کند، سیگنال می دهد
8. فرکانس فعلی در موقعیت مکان نما
9. نشانگر هارمونیک سیگنال
10. تنظیم فیلتر برای سیگنال ها بر اساس فرکانس

مشاهده فیگورهای Lissajous

چهره های Lissajous- مسیرهای بسته ترسیم شده توسط نقطه ای که به طور همزمان دو نوسان هارمونیک را در دو جهت متقابل عمود بر هم انجام می دهد. شکل شکل ها به رابطه بین دوره ها (فرکانس ها)، فازها و دامنه های هر دو نوسان بستگی دارد.

اگر روی ورودی ها اعمال شود " ایکس"و" Y» سیگنال های اسیلوسکوپ فرکانس های نزدیک را نشان می دهد، سپس می توانید ارقام Lissajous را روی صفحه مشاهده کنید. این روش به طور گسترده برای مقایسه فرکانس دو منبع سیگنال و تنظیم یک منبع با فرکانس منبع دیگر استفاده می شود. هنگامی که فرکانس ها نزدیک هستند، اما با یکدیگر برابر نیستند، شکل روی صفحه می چرخد، و دوره چرخه چرخش متقابل اختلاف فرکانس است، به عنوان مثال، دوره چرخش 2 ثانیه است - تفاوت در فرکانس های سیگنال ها 0.5 هرتز هستند. اگر فرکانس ها برابر باشند، شکل بدون حرکت در هر فازی منجمد می شود، اما در عمل، به دلیل ناپایداری سیگنال کوتاه مدت، شکل روی صفحه اسیلوسکوپ معمولاً کمی می لرزد. شما می توانید برای مقایسه نه تنها از فرکانس های مشابه استفاده کنید، بلکه از فرکانس هایی که در یک نسبت چندگانه هستند نیز استفاده کنید، به عنوان مثال، اگر منبع نمونه بتواند فرکانس تنها 5 مگاهرتز را تولید کند، و منبع قابل تنظیم - 2.5 مگاهرتز.

من مطمئن نیستم که این عملکرد برنامه برای شما مفید باشد، اما اگر به طور ناگهانی به آن نیاز پیدا کردید، فکر می کنم که به راحتی می توانید این عملکرد را به تنهایی کشف کنید.

عملکرد ضبط سیگنال صوتی

قبلاً گفتم که این برنامه به شما امکان می دهد هر سیگنال صوتی را برای مطالعه بیشتر روی رایانه ضبط کنید. عملکرد ضبط سیگنال دشوار نیست و به راحتی می توانید نحوه انجام آن را بفهمید:

برنامه "کامپیوتر-اسیلوسکوپ"

اسیلوسکوپ های دیجیتال برای تجزیه و تحلیل سیگنال ها در حوزه زمان استفاده می شوند، در حالی که تحلیلگرهای طیف این کار را در حوزه فرکانس انجام می دهند. با این حال، در عمل تحقیق و آزمایش مدارهای رادیویی، دستگاه ها و قطعات، اغلب مشکلات خاصی به وجود می آید که می توان از دستگاه های خاصی در ارتباط با ژنراتورهای دیجیتال استفاده کرد. سیگنال های مختلف. در این مقاله به مقایسه قابلیت های این دستگاه ها در ساخت ویژگی های دامنه فرکانس (AFC) قطعات و ارائه نمونه هایی از کار با آنها پرداخته شده است. امکان ساخت پاسخ فرکانسی در محدوده فرکانسی وسیع (از مادون صوت تا مایکروویو) با محدوده دینامیکی بزرگ از نظر سطح نشان داده شده است.

طرح اصلی برای حذف پاسخ فرکانسی

پاسخ فرکانس مشخصه مهم بسیاری از 4 قطب ها و قطعات (فیلترها، تشدید کننده ها، تقویت کننده ها و غیره) است. این نشان دهنده مدول بهره DUT در مقابل فرکانس است. در حال حاضر، کلاس جدیدی از دستگاه ها توسعه فشرده را دریافت کرده اند - تحلیلگرهای شبکه برداری، که به شما امکان می دهد پاسخ فرکانس را به شکل پیچیده یا به شکل یک ماژول ضریب انتقال و تغییر فاز از فرکانس اندازه گیری کنید. با این حال، این دستگاه های بسیار گران قیمت و کمیاب هستند.

برنج. 1. نمودار عملکردیسازنده پاسخ فرکانس بر اساس GKCH و نشانگر اسیلوسکوپ

در بسیاری از موارد، استفاده از سازندگان پاسخ فرکانس اسکالر، به عنوان مثال، بر اساس یک ژنراتور فرکانس جاروب (SFC)، یک آشکارساز، و یک نشانگر اسیلوسکوپ کاملاً کافی است (شکل 1). ژنراتور فرکانس جاروب یک سیگنال تست سینوسی ارائه می دهد که فرکانس آن متناسب با سطح ولتاژ تعدیل کننده یا لگاریتم آن است. سیگنال دندان اره تعدیل کننده نیز به ورودی کانال افقی و سیگنال خروجی دستگاه تحت آزمایش (4 قطبی) از طریق آشکارساز به ورودی کانال عمودی دستگاه نشانگر (اسیلوسکوپ) تغذیه می شود. . در نتیجه، دستگاه تحت آزمایش به صورت متوالی با یک سیگنال سینوسی با فرکانس متغیر هموار آزمایش می شود و نموداری از پاسخ فرکانسی دستگاه تحت آزمایش بر روی صفحه نمایش آن ترسیم می شود. تا همین اواخر، سنج های پاسخ فرکانسی که در محدوده فرکانسی وسیع کار می کردند، دستگاه های پیچیده، حجیم، سنگین و گران قیمتی بودند. به عنوان مثال، مترهای پاسخ فرکانسی شوروی Kh1-40، Kh1-46، Kh1-56 با محدوده فرکانسی از 20 هرتز تا 1، 0.2 و 0.2 مگاهرتز به ترتیب دارای وزن 35، 42 و 44 کیلوگرم و Kh1-43 متر هستند. با محدوده فرکانس از 0.5 مگاهرتز تا 1.25 گیگاهرتز حتی 47 کیلوگرم وزن داشت. پایداری فرکانس آنها کم بود، گاهی اوقات بسیار کم.

یکی از پارامترهای مهم متر پاسخ فرکانسی محدوده دینامیکی از نظر سطح است - تفاوت بین حداکثر سطح خواندن پاسخ فرکانس و سطح متوسط ​​آهنگ نویز. با مقیاس خطی از نظر تراز (عمودی) برای دستگاه های مذکور در محدوده 14 تا 24 دسی بل قرار دارد، یعنی کوچک است و تنها با مقیاس لگاریتمی به 40 دسی بل و بالاتر می رسد. دستیابی به محدوده دینامیکی بالا هنگام حذف پاسخ فرکانسی یکی از اهداف این مقاله است.

انتقال به میکروالکترونیک پایه عنصرو استفاده از سنتز فرکانس دیجیتال مستقیم امکان ایجاد نسل جدیدی از ژنراتورها با بالاترین پایداری فرکانس و تنظیم آن از هزارم هرتز تا چندین گیگاهرتز (و گاهی اوقات ده ها گیگاهرتز) را فراهم کرد. به عنوان یک قاعده، اینها دستگاه های کوچک با وزن متوسط ​​هستند که در رابط کاربری و تنظیمات اولیه (به عنوان مثال، فرکانس و سطح) مشترکات زیادی دارند.

حذف پاسخ فرکانسی با اسیلوسکوپ بدون استفاده از آشکارساز

یکی از موانع در دستیابی به پاسخ های فرکانسی دقیق اجزای مختلف و دامنه دینامیکی زیاد، استفاده از آشکارساز است. متأسفانه، دیودهای نیمه هادی، که آشکارسازها بر اساس آنها ساخته می شوند، دارای یک مشخصه جریان-ولتاژ غیر خطی با آستانه در سطح ولتاژ کسری از ولت هستند. در نتیجه، یک منطقه مرده از آشکارسازها در منطقه ولتاژ پایین و اعوجاج قابل توجه در سطح سیگنال متوسط ​​چند ولت وجود دارد. این منجر به کاهش قابل توجهی در محدوده دینامیکی سازندگان پاسخ فرکانسی می شود. در برخی موارد، به عنوان مثال، در فرکانس های بالاتر از ده ها مگاهرتز، سرعت دیودها نیز کافی نیست.

این نواقص اساساً با حذف آشکارساز و ترسیم پاسخ فرکانسی به شکل وابستگی سطح اسیلوگرام سیگنال RF سینوسی به فرکانس آن برطرف می شود. در این حالت، اسیلوسکوپ باید فرکانس کافی برای مشاهده مستقیم سیگنال از خروجی دستگاه تحت آزمایش داشته باشد. در حداکثر فرکانس مورد بررسی اسیلوسکوپ، کاهش پاسخ فرکانسی آن معمولاً در -3 دسی بل (یا 0.7 سطح در فرکانس های پایین) نرمال می شود. چنین کاهشی در پاسخ فرکانسی (گاهی اوقات افزایش آن نیز ممکن است) خطای غیرقابل قبولی بزرگی ایجاد می کند. برای اینکه آن ناچیز باشد (در سطح 0.5-1 دسی بل)، فرکانس قطع بالایی اسیلوسکوپ باید چندین برابر پهنای باند دستگاه مورد آزمایش باشد. این در درجه اول توسط حداکثر فرکانس ژنراتور رفت و برگشت تعیین می شود. تمایل به استفاده از ژنراتورهای دیجیتال بسیار پایدار با سنتز فرکانس مستقیم، به ویژه ژنراتورهای خاص توابع و شکل موج دلخواه وجود داشته است. استفاده از آنها به شما امکان می دهد تعداد انواع سیگنال های مورد استفاده برای آزمایش را افزایش دهید.

روی انجیر شکل 2 پنجره راه اندازی ژنراتور تابع دلخواه Tektronix AFG3101 را نشان می دهد که در حالت Sweep Generator با پوشش فرکانسی از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز استفاده می شود (این حداکثر فرکانس برای این ژنراتور است). نوسان یک سیگنال سینوسی طبق یک قانون خطی تنظیم شده است. برای انجام این کار، از یک سیگنال تعدیل کننده خطی افزایش دهنده با بخش خطی 10 میلی ثانیه و زمان بازگشت صفر استفاده می شود.

برنج. 2.نمونه ای از تنظیمات AFG3101 برای جارو کردن از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز

مدل های قدیمی ژنراتورهای کلاس AFG3000 دارای حداکثر فرکانس سیگنال سینوسی تا 240 مگاهرتز هستند. اما بسیاری از ژنراتورهای شکل موج سینوسی دیجیتال با سنتز فرکانس مستقیم، مانند SM300 از Rohde & Schwarz، حداکثر فرکانس تا 3 گیگاهرتز و بالاتر دارند. به عنوان یک قاعده، همه آنها حالت رفت و برگشت فرکانس را از یک مقدار حداقل (اغلب بسیار کمتر از 100 کیلوهرتز) به حداکثر مقدار (3 گیگاهرتز و بالاتر) اجازه می دهند. این، و همچنین بالاترین پایداری فرکانس (از مرتبه 10-6)، به طور مطلوب با MFCهای آنالوگ استفاده شده قبلی مبتنی بر نوسانگرهای LC با فرکانس کنترل شده توسط واریکاپ یا بایاس هسته فریت سلف مقایسه می شود.

برای مشاهده پهنای باند کامل، باید ورودی ماشه خارجی اسیلوسکوپ را به خروجی ماشه ژنراتور متصل کنید، یعنی اطمینان حاصل کنید که اسیلوسکوپ در حالت جابجایی آماده به کار از ژنراتور راه اندازی شده است. علاوه بر این، لازم است از برابری مدت زمان اره ولتاژ کنترل GKCH و رفت و برگشت اسیلوسکوپ اطمینان حاصل شود. برای این کار باید ضریب sweep را روی 1 ms/div تنظیم کنید، زیرا گراتیکول افقی آن 10 تقسیم دارد و این مدت زمان sweep را 10 میلی ثانیه می دهد. سیستم ژنراتور - اسیلوسکوپ به دست آمده توسط اسیلوسکوپ پاسخ فرکانسی در شکل نشان داده شده است. 3. از دکمه افست افست برای وسط نمودار پاسخ فرکانس روی صفحه استفاده کنید.

برنج. 3.پاسخ فرکانسی اسیلوسکوپ DPO4101 در باند فرکانسی از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز با تعداد نقاط شکل موج 10 میلیون

این اسیلوگرام زمانی به دست آمد که ژنراتور با امپدانس خروجی 50 اهم با یک اسیلوسکوپ هماهنگ شد که امپدانس ورودی در آن نیز 50 اهم است. در این مورد، شکل پاسخ فرکانس تقریباً کامل است: تنها یک تضعیف سیگنال در فرکانس‌های بالا به سختی قابل توجه است. اگر امپدانس ورودی اسیلوسکوپ را به 1 MΩ تغییر دهید (بدون طولانی کردن سیم های اتصال)، پاسخ فرکانس فقط کمی بدتر می شود و سطح سیگنال دو برابر می شود.

نقش حافظه شکل موج

شایان ذکر است فوراً به یک اشکال خاص اسیلوسکوپ های دیجیتال توجه کنید - تعداد نقاط آنها محدود به مقدار حافظه اسیلوگرام است که به دلیل نمونه گیری سیگنال است. این نقطه ضعف اساساً در اسیلوسکوپ های آنالوگ وجود ندارد، اما تولید آنها در زمان ما به شدت کاهش یافته است (هزینه اسیلوسکوپ های آنالوگ با باند وسیع بسیار بیشتر از هزینه اسیلوسکوپ های دیجیتال است). مثال های زیر با استفاده از اسیلوسکوپ دیجیتال Tektronix DPO4101 با حداکثر فرکانس 1 گیگاهرتز و حداکثر 10 مگابایت حافظه شکل موج برای هر کانال آورده شده است. این بهترین اسیلوسکوپ معماری بسته Tektronix است. از آنجایی که دستگاه ها از کدگذاری هر نقطه توسط 1 بایت استفاده می کنند، تعداد نقاط شکل موج تقریباً برابر با مقدار حافظه استفاده شده است.

بیایید تأثیر حافظه شکل موج را در نمایش پاسخ فرکانسی دریابیم. روی انجیر 3 پاسخ فرکانس را به شکل ایده آل نشان می دهد - در غیاب دستگاه تحت آزمایش. به طور دقیق تر، این قطعه کابلی است که خروجی ژنراتور را به ورودی انتخابی اسیلوسکوپ متصل می کند. سیگنال به صورت یک باند گسترده بازتولید می شود که عرض آن برابر با دو برابر دامنه سیگنال ژنراتور است. با افزایش فرکانس نوسانگر، روشنایی باند افزایش می یابد. البته فرکانس را باید نه با روشنایی، بلکه با زمان مقیاس افقی متناسب با فرکانس تعیین کرد.

روی انجیر 4 این مورد را با 1 مگابایت حافظه شکل موج بازتولید می کند. بازتولید باند سیگنال اکنون به وضوح رضایت بخش نیست و تصور نادرستی از تغییر شدید فرکانس در مرکز صفحه را ایجاد می کند.

برنج. 4.پاسخ فرکانسی اسیلوسکوپ DPO4101 در باند فرکانسی از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز با تعداد نقاط شکل موج برابر با 1 میلیون

اگر تعداد نقاط به 100000 کاهش یابد (شکل 5)، بازتولید سیگنال کاملاً نامطلوب می شود (با 10000 امتیاز، وضعیت حتی بدتر است). بدین ترتیب، این روشبرای همه اسیلوسکوپ‌های دیجیتال قابل استفاده نیست: نیاز به استفاده از دستگاه‌هایی با ظرفیت حافظه (و تعداد نقاط) زیاد اسیلوگرام دارد.

برنج. 5.پاسخ فرکانسی اسیلوسکوپ DPO4101 در باند فرکانسی از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز با تعداد نقاط شکل موج 100000

مقیاس لگاریتمی در محور فرکانس

برنج. 6.پاسخ فرکانسی اسیلوسکوپ DPO4101 در باند فرکانسی از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز با طول حافظه 10 مگابیت و مقیاس فرکانس لگاریتمی

بسیاری از ژنراتورها جاروب فرکانس لگاریتمی را ارائه می دهند. روی انجیر 6 حذف پاسخ فرکانسی اسیلوسکوپ را برای این مورد نشان می دهد. از آنجایی که قسمت اولیه پاسخ فرکانس در این مورد کشیده شده است، ماهیت سینوسی سیگنال تغییر فرکانس در قسمت چپ قابل مشاهده است. ناهمواری جزئی پاسخ فرکانسی به وضوح در سمت راست اسیلوگرام قابل مشاهده است. متأسفانه، مقیاس زمانی خود اسیلوسکوپ خطی باقی می‌ماند، که اندازه‌گیری فرکانس‌ها را در قله‌ها و دره‌های پاسخ فرکانسی مستقیماً روی شبکه مقیاس بسیار دشوار می‌کند. در واقع، یک شبکه مقیاس قابل تغییر با مقیاس لگاریتمی در اینجا مورد نیاز است (شکل 7).

برنج. 7.پاسخ فرکانسی اسیلوسکوپ DPO4101 با فیلتر 20 مگاهرتز در مقیاس فرکانس لگاریتمی

پاسخ فرکانسی یک اسیلوسکوپ با فیلتر پایین گذر

حال بیایید نشان دهیم که پاسخ فرکانسی با وجود یک فیلتر پایین گذر با فرکانس قطع حدود 20 مگاهرتز در تقویت کننده اسیلوسکوپ چقدر تغییر می کند: پاسخ فرکانس به وضوح کاهش در این فرکانس را نشان می دهد. با مجموعه مقیاس فرکانس لگاریتمی، کاملا واضح به نظر می رسد. محدوده دینامیکی در مقیاس خطی حداقل ده ها برابر است.

پاسخ فرکانسی پروب های اسیلوسکوپ

از مثال های ارائه شده مشخص است که این روش تا حداکثر فرکانس نوسان ساز 100 مگاهرتز در AFG3101 (و تا 240 مگاهرتز در مدل های قدیمی تر این کلاس) قابل اجرا است. بنابراین، طیف بسیار گسترده ای از فرکانس ها را پوشش می دهد - از امواج مادون صوت، صدا، امواج بلند، متوسط ​​و کوتاه تا VHF. این به شما امکان می دهد نه تنها اجزای باند باریک، بلکه اجزای باند پهن را نیز بررسی کنید - به عنوان مثال، پروب های اسیلوسکوپ برای اسیلوسکوپ های با سرعت متوسط، تقویت کننده های ویدئویی و سایر دستگاه ها.

برنج. 8.پاسخ فرکانس پروب اسیلوسکوپ 1:100

روی انجیر شکل 8 پاسخ فرکانسی یک پروب جبرانی 100 قسمتی HP را نشان می دهد.به وضوح می توان مشاهده کرد که پروب تمام فرکانس ها را ارسال می کند، اما دارای ریپل قابل توجهی در پاسخ فرکانسی است. دلیل اصلی آن عدم تطابق خروجی 50 اهم ژنراتور با امپدانس ورودی بزرگ (10 MΩ، به موازات ظرفیت حدود 10 pF) پروب است. پاسخ فرکانس ایده روشنی از درجه اعوجاج فرکانس پروب می دهد و فرآیندهای نوسانی مشاهده شده در جبهه های پالس کوتاه را توضیح می دهد.

برنج. 9.پاسخ فرکانسی پروب به اسیلوسکوپ Tektronix TDS2024B با سوئیچ در موقعیت 1:1

برخی از پروب ها با بهره 1:1 افت شدیدی در پاسخ فرکانسی ایجاد می کنند (شکل 9). به هر حال، در اینجا تکنیکی برای استفاده از مکان نماها برای تعیین فرکانس وجود دارد که در آن فروپاشی پاسخ فرکانسی -3 دسی بل یا تا 0.707 حداکثر سطح است. برای بسیاری، این رفتار کاوشگر غیرمنتظره به نظر می رسد. این با افزایش قابل توجهی در ظرفیت ورودی اسیلوسکوپ با مقدار ظرفیت جبران نشده در این مورد یک کابل کواکسیال با طول حدود یک متر همراه است. این ظرفیت می تواند به 50-100 pF و بالاتر برسد. با رسانای کوتاه ناکافی (مثلا زمین) که اندوکتانس قابل توجهی دارند (ده ها نانوهنری)، این منجر به پاسخ فرکانسی ناهموار و نوسانات در پاسخ گذرا پروب می شود. بنابراین، استفاده از پروب بدون تضعیف تنها در هنگام مشاهده سیگنال های فرکانس پایین (بالاتر از ده مگاهرتز) توصیه می شود.

ساخت پاسخ فرکانسی یک پروب دیفرانسیل فعال

یکی از کاربردهای اصلی پاسخ سنج های فرکانسی ساخت پاسخ فرکانسی شبکه های چهار ترمینالی است که شامل انواع تقویت کننده ها، مدارهای تشدید کننده، فیلترها و سایر دستگاه ها می باشد. برخی از آنها برای تطبیق ورودی و خروجی با مقاومت های 50 یا 75 اهم طراحی شده اند. در این حالت، ساخت پاسخ فرکانسی به روش توصیف شده، مشکل خاصی ایجاد نمی کند و صرفاً مستلزم اتصال دستگاه تحت آزمایش با ژنراتور و اسیلوسکوپ با استفاده از کابل های کواکسیال استاندارد 50 یا 75 اهم است.

با این حال، بسیاری از دستگاه ها (به ویژه تقویت کننده های باندهای موج LW، MW و HF) دارای امپدانس ورودی بالایی هستند - از چند کیلو اهم تا 1 MΩ و بالاتر. در این مورد، وظیفه ساخت دستگاه های تطبیق حاد است، به عنوان مثال، دنبال کننده های امیتر در ترانزیستورهای دوقطبی یا دنبال کنندگان منبع در ترانزیستورهای اثر میدانی. به خودی خود، توسعه چنین دستگاه های تطبیقی ​​مستلزم اندازه گیری پاسخ فرکانسی آنها در یک محدوده فرکانسی وسیع است.

که در اخیرادر میان لوازم جانبی اسیلوسکوپ ها، پروب های دیفرانسیل ظاهر شد که بر اساس تقویت کننده های عملیاتی یکپارچه باند پهن ساخته شده اند. علاوه بر توابع تبدیل امپدانس، این پروب ها شکل موج ولتاژ را بین دو نقطه دلخواه ارائه می کنند. اکثر این پروب های UWB بسیار گران هستند و برای کاربردهای ولتاژ پایین طراحی شده اند. با این حال، استثناهای دلپذیر وجود دارد. به عنوان مثال، پینتک یک سری از پروب های دیفرانسیل ولتاژ بالا DP-25/50/100/150/200 را به عنوان اتصالات اسیلوسکوپ تولید می کند. عدد فرکانس قطع بالای پروب ها را نشان می دهد (پایینی 0 است). به عنوان مثال، پروب DP-150pro (شکل 10) دارای فرکانس قطع بالایی 150 مگاهرتز در محدودیت‌های تضعیف 30x، 100x، 300x، و 1000x و 100 مگاهرتز در محدودیت‌های میرایی 10x است. این کاوشگر به شما امکان می دهد سیگنال های تا 10 کیلو ولت را بررسی کنید که قابلیت های اسیلوسکوپ ها را تا حد زیادی گسترش می دهد.

برنج. 10. ظاهرپروب دیفرانسیل فعال ولتاژ بالا DP-150pro از Pintek

لازم به ذکر است که باندهای فرکانسی بالای 20 تا 30 مگاهرتز توسط چنین پروبهایی فقط با بهینه سازی دقیق مدارهای اتصال پیاده سازی می شوند. سیم های فشار قوی استاندارد با طول حدود 60 سانتی متر و دریچه های مخصوص آنها در فرکانس های بالاتر از 20 مگاهرتز قابل استفاده نیستند. پروب ها امپدانس ورودی بسیار بالا و ظرفیت ورودی پایینی دارند. به عنوان مثال، کاوشگر DP-150pro دارای مقاومت ورودی دیفرانسیل 100 مگا اهم به موازات ظرفیت خازنی 1 pF است، که این امکان را فراهم می کند که بسیاری از اجزای تحت آزمایش را حتی با یک ورودی با مقاومت بالا به آرامی بارگذاری کند. این تأثیر سیم های حامل سیگنال را ضعیف می کند، اما به طور کامل از بین نمی رود. چنین پروب هایی را می توان به عنوان دستگاه های تطبیق برای اندازه گیری پاسخ فرکانسی 4 قطبی با امپدانس ورودی بالا استفاده کرد.

برنج. یازدهپاسخ فرکانسی پروب دیفرانسیل DP-150pro با مقیاس فرکانس خطی

روی انجیر شکل 11 پاسخ فرکانسی پروب DP-150pro را تا 100 مگاهرتز نشان می دهد. یک موج قابل توجه در پاسخ فرکانس به دلیل سیم های اتصال طولانی و عدم تطابق در خروجی ژنراتور است. این پاسخ فرکانسی منعکس کننده واقعیت کار با یک پروب از این نوع است که در بالا توضیح داده شد. نوع پاسخ فرکانسی به شدت به طراحی اتصال آن بستگی دارد.

پاسخ فرکانسی مدار ورودی اسیلوسکوپ با رزونانس

برنج. 12.پاسخ فرکانسی مدار رزونانس RLCR در باند فرکانسی تا 1 مگاهرتز در امپدانس ورودی اسیلوسکوپ 50 اهم

روی انجیر 12 پاسخ فرکانس مدار تشدید RLCR را نشان می دهد که با اتصال بین خروجی ژنراتور و ورودی اسیلوسکوپ (هر کدام 50 اهم هستند) اندوکتانس 36 میکروH و ظرفیت 2200 pF تشکیل می شود. مدار یک پیک تشدید به وضوح قابل مشاهده در حدود 0.6 مگاهرتز می دهد. ضریب کیفیت مدار پایین است زیرا مقاومت کلی آن 110 اهم بالا است (10 اهم مقاومت سلف را افزایش می دهد).

با این حال، اگر امپدانس ورودی اسیلوسکوپ را به 1 MΩ تغییر دهید، این رزونانس سری ناپدید می شود. اما یک تشدید موازی جدید در فرکانس حدود 3.4 مگاهرتز ظاهر می شود. این بار به دلیل اندوکتانس است L، ظرفیت ورودی اسیلوسکوپ و کابل سی 0 . رزونانس با یک قله نسبتاً تیز نشان داده می شود که نشان دهنده ضریب کیفیت به اندازه کافی بالای مدار است که باعث آن شده است.

فرکانس تشدید:

می توانید ظرفیت ورودی اسیلوسکوپ را تعیین کنید که حدود 57 pF است. بنابراین، مطالعه اسیلوسکوپ با پاسخ فرکانسی آن به وضوح امکان وجود دو رزونانس مدار ورودی را در حضور اندوکتانس L بین خروجی ژنراتور و ورودی اسیلوسکوپ و تجلی آنها در شرایط مختلف نشان می دهد.

نصب برای گرفتن پاسخ فرکانسی در یک باند فرکانسی باریک با استفاده از یک GKCH و یک تحلیلگر طیف

استفاده از آنالایزرهای طیف استاندارد به عنوان پاسخ سنج فرکانسی طبیعی به نظر می رسد. اکنون صنعت آنها را تولید می کند، شاید حتی بیشتر از اسیلوسکوپ ها. آنالایزرهای طیف دارای تنظیمات ساده ای برای محدوده فرکانس مورد نظر هستند - با تنظیم فرکانس شروع و پایان تجزیه و تحلیل، یا فرکانس مرکز مرکزی و پهنای باند جابجایی SPAN. علاوه بر این، بر خلاف اسیلوسکوپ، محور افقی تصویر در صفحه آنالایزر طیف از نظر فرکانس و محور عمودی بر اساس لگاریتم سطح کالیبره می شود. نشانگرهای تحلیلگر بر روی کار با فرکانس ها و با مقیاس سطح خطی یا لگاریتمی متمرکز هستند. حساسیت بالای آنالایزر طیف، سطح نویز کم و وجود تعدادی آشکارساز با کیفیت (اغلب دیجیتال) نوید به دست آوردن پاسخ فرکانسی در محدوده دینامیکی گسترده از نظر سطح را می دهد. و وجود یک آشکارساز با کیفیت بالا (اغلب دیجیتال) اجازه می دهد تا برخلاف سازنده پاسخ فرکانسی مبتنی بر اسیلوسکوپ بدون آشکارساز، پاسخ فرکانسی را به شکل معمول "تک قطبی" بسازد.

با این حال، تحلیلگرهای طیف مستقیماً برای اندازه گیری پاسخ فرکانسی طراحی نشده اند. آنها برای جداسازی بسیاری از هارمونیک ها از یک سیگنال پیچیده و ارائه آنها بر روی صفحه نمایشگر به عنوان پیک های تیز عمل می کنند. در واقع، آنالایزرهای طیف، گیرنده های رادیویی سوپرهتروداین باند باریک هستند که مجهز به فیلترهایی برای جداسازی هارمونیک ها هستند. پهنای باند فیلترها اغلب بسیار باریکتر از پهنای باند اجزایی است که پاسخ فرکانسی آنها در حال بررسی است. با این وجود، هنگام استفاده از تکنیک‌های اندازه‌گیری خاص و تنظیمات ابزار، از تحلیلگرهای طیف می‌توان با موفقیت برای ساخت (همراه با GKCH) نمودارهای پاسخ فرکانسی با کیفیت بالا استفاده کرد.

ما ابتدا چنین برنامه ای را برای آزمایش دستگاه های با باند نسبتا باریک در نظر می گیریم. به عنوان مثال، اجازه دهید از ژنراتور AFG3101 برای ایجاد سیگنالی استفاده کنیم که فرکانس آن به صورت خطی از 49 به 51 مگاهرتز در 10 میلی ثانیه تغییر می کند. برای این کار در پنجره ژنراتور (شکل 2) کافی است فرکانس های Start و End را به ترتیب 49 و 51 مگاهرتز جایگزین کنید.

برنج. 13.پاسخ فرکانسی مدار RLCR هنگام تغییر مقاومت ورودی اسیلوسکوپ به 1 MΩ

حال بیایید نحوه اجرای تنظیمات تحلیلگر طیف جرمی AKTAKOM AKS-1301 را برای کنترل پاسخ فرکانسی در این محدوده فرکانسی باریک در نظر بگیریم. اگر به سادگی خروجی ژنراتور را به ورودی تحلیلگر طیف وصل کنید، دستور داده شده (با کار همزمانجاروب ژنراتور و تحلیلگر) یا مجموعه ای تصادفی از پیک های طیف نشان داده شده در شکل. 14. می بینید که پیک ها در محدوده فرکانس داده شده اسیلاتور هستند. با این حال، آنها قرائت های جداگانه و تصادفی از پاسخ فرکانسی و نه نمودار کامل آن را ارائه می دهند.

برنج. 14.طیف معمولی سیگنال از خروجی GKCH در صورت عدم هماهنگی بین آن و تحلیلگر طیف

اگر تعداد نمونه کافی باشد و پاسخ‌های فرکانسی فیلترها با هم تلاقی داشته باشند، با استفاده از پیک آشکارساز آنالایزر می‌توان پاسخ فرکانسی تقریباً پیوسته‌ای در باند فرکانسی مورد نظر، بسیار وسیع‌تر از RBW فیلتر انتخاب‌شده به دست آورد. این ترفند مفید در شکل نشان داده شده است. 15. نکته اصلی در این مورد این است که زمان تجزیه و تحلیل طیف Sweep به طور قابل توجهی بیشتر از زمان جابجایی فرکانس GKCh انتخاب شود. در مثال ما، زمان آنالیز به صورت دستی برابر با 50 ثانیه انتخاب شده است و پاسخ فرکانسی سیستم ژنراتور-آنالایزر با قفسه ای در محدوده فرکانس 49 تا 51 مگاهرتز به وضوح بر روی صفحه نمایش قابل مشاهده است (شکل 15). آشکارساز اوج معمولاً پیش فرض است.

برنج. 15.پنجره تحلیلگر طیف AKS-1301 با تنظیماتی برای مشاهده پاسخ فرکانسی در محدوده 49 تا 51 مگاهرتز

با کاهش باندهای فرکانسی RBW و VBW آنالایزر و افزایش زمان آنالیز به 100 ثانیه، می توان پاسخ فرکانسی بهتری (صاف) سیستم ژنراتور-آنالایزر نشان داده شده در شکل 1 را بدست آورد. 16. بخش کاری پاسخ فرکانسی در اینجا تقریباً مانند یک خط مستقیم افقی ایده آل به نظر می رسد.

فلات افقی عریض در شکل. 15 و شکل. 16 - این محدوده فرکانسی است که می تواند به طور جزئی یا کامل در هنگام استفاده از تحلیلگر طیف به عنوان سازنده پاسخ فرکانسی مورد استفاده قرار گیرد. مشاهده می شود که مرزهای فلات مطابق با تغییر در مرزهای نوسان فرکانس تغییر می کند (شکل 13). به طور طبیعی، با استفاده از یک تحلیلگر طیف، می توانید محدوده فرکانس کاری باریک تری را در این ناحیه انتخاب کنید.

برنج. 16.پنجره آنالایزر طیف AKS-1301 با تنظیماتی برای مشاهده پاسخ فرکانسی در محدوده 49 تا 51 مگاهرتز پس از بهینه سازی تنظیمات آنالایزر

برای تعیین محدوده دینامیکی چنین سازنده پاسخ فرکانسی، باید یک آزمایش دیگر انجام دهید - برای ساخت یک خط طیفی با ژنراتور خاموش. این در شکل نشان داده شده است. 17. خط طیف به دست آمده در پایین، مسیر نویز تحلیلگر است که حداقل سطح سیگنال هایی را که آنالیزور قادر به تشخیص آن است مشخص می کند. بر اساس شکل 15 و شکل. در شکل 16 که خط نمایشگر تنظیم شده در وسط مسیر نویز را نشان می دهد، می توان نتیجه گرفت که محدوده دینامیکی (تفاوت بین ارتفاع فلات و خط نمایشگر) حداقل 55 دسی بل است. این یک شاخص بسیار خوب است، اگرچه حداکثر شاخص ممکن نیست.

برنج. 17.پنجره تحلیلگر طیف AKS-1301 با تنظیمات شکل. 14 بدون سیگنال (نوار نویز و خط نمایش قابل مشاهده)

با کاهش پهنای باند RBW و VBW به کمترین مقدار ممکن یعنی 300 هرتز، می‌توان نویز آنالایزر را به میزان قابل توجهی کاهش داد و پاسخ فرکانسی نشان‌داده شده در شکل را بدست آورد. 18. محدوده دینامیکی سیستم ژنراتور-آنالایزر در این مورد به مقادیر بیش از 70 دسی بل می رسد. این رقم برای مترهای پاسخ فرکانسی بسیار بالاست. برای کاهش زمان ترسیم پاسخ فرکانس، می توانید به صورت دستی پارامتر Sweep (زمان تنظیم فرکانس آنالایزر) را کاهش دهید. اگر این تنظیمات طبیعی تحلیلگر را نقض کند، پیام Fastsweep (sweep خیلی سریع) روی صفحه ظاهر می شود. این معمولاً کاملاً قابل قبول است.

برنج. 18.پنجره تحلیلگر طیف AKS-1301 با تنظیماتی برای مشاهده پاسخ فرکانسی در محدوده 49 تا 51 مگاهرتز در حالی که باندهای فیلتر را به حداقل می رساند.

حذف پاسخ فرکانسی پروب های اسیلوسکوپ با استفاده از GKCh و یک آنالایزر طیف

به طور مشابه، می توانید تحلیلگر طیف را برای مشاهده پاسخ فرکانسی در طیف گسترده ای از فرکانس ها تنظیم کنید. روی انجیر 19 پاسخ فرکانسی سیستم ژنراتور-آنالایزر را در باند فرکانسی از 1 کیلوهرتز تا 100 مگاهرتز نشان می دهد. همانطور که می بینید، در این حالت، در باند فرکانس کاری، پاسخ فرکانسی عملاً افقی است و محدوده دینامیکی حدود 60 دسی بل است. نسبت به باند باریک کوچکتر است و این کاملاً طبیعی است: همانطور که می دانید با افزایش پهنای باند فرکانس های نمایش داده شده توسط آنالایزر سطح نویز افزایش می یابد. به یاد بیاورید که این حالت ایده آل است: خروجی 50 اهم ژنراتور از طریق یک کابل کواکسیال 50 اهم به ورودی 50 اهم آنالایزر طیف متصل می شود.

برنج. 19.پنجره تحلیلگر طیف AKS-1301 با تنظیماتی برای مشاهده پاسخ فرکانسی در محدوده 0 تا 100 مگاهرتز

به عنوان مثال، پاسخ فرکانس پروب دیفرانسیل ولتاژ بالا Pintek DP-150pro را در نظر بگیرید. در شکل نشان داده شده است. 20 تا تقسیم کننده را روی 10 × تنظیم کنید. همانطور که انتظار می رفت، در ناحیه فرکانس پایین، منحنی پاسخ فرکانس حدود 20 دسی بل کاهش یافت (این مربوط به تضعیف 10 برابری تقسیم کننده است). اگرچه پاسخ فرکانسی کامل نیست، اما در باند فرکانسی تا 70 مگاهرتز، ناهمواری آن از 3± دسی بل تجاوز نمی کند و دارای دو فروپاشی عمیق تر است که از فرکانس های 70 و 95 مگاهرتز شروع می شود. در این مورد، پاسخ فرکانسی مشابه آنچه در شکل 1 نشان داده شده است، می باشد. 11 با استفاده از یک ژنراتور و یک اسیلوسکوپ.

برنج. 20.پاسخ فرکانسی پروب دیفرانسیل Pintek DP-150pro به دست آمده با تحلیلگر طیف AKS-1301 و ژنراتور AFG3101 (تقسیم کننده ×10)

در مرحله بعد، پاسخ فرکانسی پروب را با تقسیم کننده روی 30 × در نظر بگیرید (شکل 21). اکنون در ناحیه فرکانس پایین، پاسخ فرکانس به دلیل کاهش ضریب انتقال تقسیم کننده کاهش یافته است. به طور کلی، ناهمواری پاسخ فرکانسی کاهش یافته است که با توضیحات پروب مطابقت دارد.

برنج. 21.پاسخ فرکانس پروب دیفرانسیل Pintek DP-150pro، به دست آمده با استفاده از تحلیلگر طیف AKS-1301 و ژنراتور AFG3101 (تقسیم کننده × 30)

برنج. 22.پاسخ فرکانسی پروب دیفرانسیل Pintek DP-150pro (تقسیم کننده در موقعیت 1000 ×)

حذف پاسخ فرکانسی با استفاده از یک تحلیلگر طیف با یک ژنراتور ردیابی

بسیاری از آنالایزرهای طیف یکپارچه مدرن گزینه ای از یک ژنراتور ردیابی دیجیتال داخلی دارند که یک سیگنال تقریباً سینوسی تولید می کند که فرکانس آن در همان محدوده فرکانس جابجایی تحلیلگر طیف متفاوت است. البته، یک نوسان ساز دیجیتال اندازه گیری مدرن دارای ویژگی های بیشتری نسبت به یک نوسانگر ردیابی است: تنظیم فرکانس مستقل و جابجایی، بدون اعوجاج در فرکانس های پایین، سیگنال تمیزتر، طیف وسیعی از تنظیم سطح و غیره. با این وجود، یک نوسانگر ردیابی ابزار قدرتمندگسترش قابلیت های تحلیلگر طیف، تبدیل آن به سازنده پاسخ فرکانسی.

فرکانس محدود کننده پایین تر برای ژنراتورهای ردیابی تحلیلگرهای طیف مختلف از ده ها هرتز تا ده ها مگاهرتز متغیر است. به عنوان مثال، برای ژنراتور ردیابی تحلیلگر طیف AKS-1301، فرکانس آن 150 کیلوهرتز در سطح سیگنال از 0 تا 50- دسی بل است و برای جدیدترین آنالایزرهای طیف اقتصادی چینی DSA 1020/1030 از RIGOL، 10 مگاهرتز در سطح سیگنال است. سطح سیگنال از 0 تا -20 دسی بل.

معمولاً یک آنالایزر طیف با یک ژنراتور ردیابی عملکرد مهمی دارد - کالیبراسیون مسیر ژنراتور ردیابی - آنالایزر. در حین کالیبراسیون، خروجی ژنراتور با یک تکه کابل کواکسیال به ورودی آنالایزر متصل می شود. پس از شروع کالیبراسیون، پاسخ فرکانسی معمولاً ناهموار سیستم تقریباً کاملاً یکنواخت و افقی می شود. بنابراین، یک خنثی تقریباً کامل از ناهمواری پاسخ فرکانس مسیر ژنراتور ردیابی - تحلیلگر طیف وجود دارد.

پس از اتمام کالیبراسیون (و در هنگام تغییر تنظیمات اصلی اسپکتروم آنالایزر از نظر فرکانس و سطح تکرار می شود) باید کابل خروجی ژنراتور را جدا کرده و به دستگاه تحت آزمایش وصل کنید. و خروجی دومی باید به ورودی آنالایزر متصل شود. روی انجیر شکل 23 نمونه ای از ساخت پاسخ فرکانسی یک فیلتر باند گذر مایکروویو با باند فرکانسی تقریباً 1.6 تا 2.4 گیگاهرتز را نشان می دهد. محدوده دینامیکی هنگام اندازه گیری پاسخ فرکانسی حدود 40 دسی بل است که برای چنین باند وسیعی بسیار خوب است.

برنج. 23.نمونه ای از ساخت پاسخ فرکانسی فیلتر عبور باند مایکروویو

برخی از آنالایزرهای طیف، مانند AKS-1301، قادر به اندازه گیری ضرایب بازتاب و افت بازگشت 4 ترمینال هستند. برای اندازه‌گیری دقیق این پارامترها، آنالایزرها گزینه پل تلفات برگشتی را دارند. این گزینه همچنین این پارامترها را کالیبره و سپس اندازه گیری می کند.

همانطور که از مثال های بالا مشخص است، استفاده از ژنراتور ردیاب به ویژه در مطالعه اجزای مایکروویو موثر بوده و در باند فرکانس کامل تحلیلگر طیف (تا 3 گیگاهرتز برای دستگاه مورد استفاده) امکان پذیر است. در عین حال، بر خلاف اندازه گیری های فرکانس پایین تر، زمان رسم پاسخ فرکانس با تنظیم خودکار پارامترهای دستگاه بسیار کم است - 944 میلی ثانیه.

استفاده از طیف سیگنال های پالسی

برای ایجاد پاسخ فرکانسی، اغلب می توان از طیف سیگنال های پالسی استفاده کرد. چنین سیگنال هایی نیازی به تغییر فرکانس در طول تنظیم تحلیلگر طیف ندارند و آزمایش های متوالی، بلکه موازی دستگاه های مورد مطالعه را انجام می دهند. در ورودی دستگاه، نه یک سیگنال سینوسی با فرکانس متغیر، بلکه سیگنال های (طیف) زیادی با فرکانس های هارمونیک ثابت به طور همزمان تغذیه می شود.

به طور طبیعی، در وهله اول، منطقی است که از سیگنال هایی استفاده کنیم که طیف یکنواختی را در یک محدوده فرکانسی مشخص می دهند. منحصر به فرد سیگنال شکل sin( تی/τ)/( تی/τ)، از نظر تئوری یک ثبات دقیق از سطح هارمونیک طیف تا فرکانس را فراهم می کند fحداکثر = 1/τ. مولدهای شکل موج دلخواه دیجیتال مدرن معمولاً قادر به تولید چنین سیگنالی هستند (شکل 24).

برنج. 24.تنظیمات AFG3101 برای سیگنال sin(t/τ)/(t/τ).

برنج. 25.سین طیف سیگنال (t/τ)/(t/τ) با نرخ تکرار 1 مگاهرتز و دامنه 1 ولت

بیایید طیف ایجاد شده توسط ژنراتور AFG3101 را تخمین بزنیم (شکل 25). سیگنال در این فرکانس 31 هارمونیک با سطح 10.1 میلی ولت هر کدام می دهد. در این حالت آنالایزر برای اندازه گیری سطح هارمونیک ها در واحدهای ولتاژ تنظیم شده است نه توان. طیف سیگنال تا فرکانس کمی بالاتر از 30 مگاهرتز تقریباً کاملاً یکنواخت است. چنین طیفی را می توان با موفقیت برای آزمایش در طیف وسیعی از امواج بلند، متوسط ​​و کوتاه استفاده کرد.

برنج. 26.طیف پالس ذوزنقه ای

طرح هایی برای ایجاد چنین سیگنالی کمتر شناخته شده و رایج نیستند. دریافت سیگنال ها به شکل پالس های تقریبا مستطیلی با چرخه کاری بزرگ بسیار آسان تر است. به عنوان مثال، در شکل. شکل 26 طیف یک پالس ذوزنقه ای با قفسه 10 ns و افزایش 4 ns را نشان می دهد. این طیف برای محدوده فرکانس 0 تا 100 مگاهرتز ساخته شده است. اگر فرض کنیم که هارمونیک ها به -3 دسی بل کاهش می یابد، باند فرکانسی یک طیف تقریبا یکنواخت در محدوده حداکثر 40 مگاهرتز قرار دارد.

با افزایش پهنای باند فیلتر RBW به 1 مگاهرتز، می توان پوشش طیف را ساخت. این مورد در شکل نشان داده شده است. 27.

برنج. 27.نمونه ای از ساختن پوشش (AFC) از طیف یک پالس ذوزنقه ای در محدوده فرکانس تا 100 مگاهرتز

نمونه ای از ساخت پوشش طیف یک پالس ذوزنقه ای در یک باند فرکانسی گسترده (تا 500 مگاهرتز) در شکل نشان داده شده است. 28. در این حالت، کاهش های دوره ای تکرار شونده در پوشش طیف به وضوح قابل مشاهده است که مشخصه پالس های تقریبا مستطیلی است.

برنج. 28.نمونه ای از ساختن پوشش (AFC) از طیف یک پالس ذوزنقه ای در محدوده فرکانسی تا 500 مگاهرتز

سیگنال های پالسی را می توان برای آزمایش دستگاه های خطی مانند فیلترهای اجزای L، C و R، تشدید کننده ها و غیره استفاده کرد. اما استفاده از آنها برای آزمایش دستگاه ها بر روی اجزای فعال به دلیل امکان بارگذاری بیش از حد این دستگاه ها با پالس هایی که دامنه آنها وجود دارد، همیشه منطقی نیست. چندین برابر از دامنه هارمونیک هایی که ایجاد می کنند بیشتر است. با این حال، باید توجه داشت که چنین آزمایشی به شرایط واقعی عملکرد بسیاری از دستگاه ها نزدیک است، زمانی که سیگنال های زیادی به طور همزمان در ورودی آنها عمل می کنند.

با استفاده از طیف نویز

روش دیگر آزمایش دستگاه های مختلف، آزمایش آنها با سیگنال نویز پهن باند است. تنظیمات ژنراتور AFG3101 برای به دست آوردن چنین نویزهایی در شکل نشان داده شده است. 29. در اینجا نمای سیگنال نویز با یک حرکت زمان است. تنها پارامتر نویز دامنه آن است.

برنج. 29.تنظیمات ژنراتور AFG3101 برای تولید نویز

طیف چنین نویزهایی پیوسته است نه گسسته. بنابراین، با کمک نویز، در اصل، می توان ویژگی های ظریف پاسخ فرکانسی را که با ماهیت گسسته طیف نامرئی هستند، آشکار کرد. روی انجیر شکل 30 ساختار پوشش طیف سیگنال نویز از ژنراتور AFG3101 را در محدوده فرکانس 0 تا 500 مگاهرتز نشان می دهد. با سطح rolloff پاکت -3 دسی بل، محدوده فرکانس طیف مسطح تا حدود 200 مگاهرتز تحقق می یابد. این دو برابر حداکثر فرکانس این ژنراتور در حالت GKCh است.

برنج. سیپاکت طیف نویز

روی انجیر شکل 31 پاسخ فرکانسی پروب دیفرانسیل ولتاژ بالا DP-150pro را نشان می دهد که با سیگنال نویز روی باند فرکانسی 0 تا 500 مگاهرتز گرفته شده است.

برنج. 31.پاسخ فرکانسی پروب دیفرانسیل ولتاژ بالا DP-150pro با سیگنال نویز در محدوده فرکانس 0 تا 500 مگاهرتز گرفته شده است.

پاسخ فرکانسی در فرکانس حدود 100 مگاهرتز حاوی یک پیک کوتاه مشکوک است. برای روشن شدن ماهیت آن، زمانی که دامنه سیگنال به 0 کاهش یافت، یک مسیر نویز گرفته شد. در شکل نشان داده شده است. 32. در محدوده فرکانس 0 تا 150 مگاهرتز، پیک های تداخل الکترومغناطیسی به وضوح قابل مشاهده است، با یک پیک به خصوص بزرگ در فرکانس حدود 100 مگاهرتز. این به دلیل عملکرد ایستگاه پخش محلی VHF ایجاد می شود.

برنج. 32.طیف سیگنال از خروجی پروب در غیاب سیگنال ورودی

مدلسازی اجزا در متلب با رسم پاسخ فرکانسی آنها

در تمامی مراحل طراحی اجزا، نقش مهمی به مدلسازی ریاضی آنها تعلق دارد. این به ویژه برای مرحله طراحی اولیه، زمانی که دست توسعه دهنده به ایجاد تصاویر نمونه اولیه از اجزای سازنده نمی رسید، صادق است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی با آزمایش تمام مقیاس اجزایی که در بالا توضیح داده شد می‌تواند بسیاری از ظرافت‌های کار را آشکار کند، با در نظر گرفتن این موارد می‌تواند کیفیت محصولات طراحی‌شده را بهبود بخشد و عملکرد مناسب آنها را تضمین کند.

با توجه به مدارهای فرکانس رادیویی، دید بالای مدل‌سازی ریاضی توسط بسته الحاقی RF Blockset سیستم ماتریسی MATLAB با بسته مدل‌سازی ریاضی بلوک بصری-گرا سیمولینک ارائه می‌شود. در این سیستم می توانید تمام روش هایی که در بالا برای مطالعه اجزای RF توضیح داده شد را اشکال زدایی کنید. ما خود را به مثال ساختن پاسخ فرکانسی دو فیلتر باند گذر (شکل 33) با استفاده از مولد نویز تصادفی و تحلیلگرهای طیف بر اساس تبدیل فوریه سریع FFT محدود می کنیم.

برنج. 33.نمونه ای از ساخت پاسخ فرکانسی دو فیلتر باند گذر در سیستم متلب + سیمولینک با استفاده از مولد نویز و تحلیلگرهای طیف در خروجی فیلترها

نتیجه

همانطور که در بالا نشان داده شد، ساخت پاسخ فرکانسی دستگاه های مختلف تحت آزمایش با روش های مختلفی امکان پذیر است که برخی از آنها به دلیل دانش اندک و دشواری های ظاهری در اجرا، کاربرد گسترده ای ندارند. با این حال، ظهور ابزارهای دیجیتال مدرن (ژنراتورهای سیگنال، اسیلوسکوپ ها و تحلیلگرهای طیف) اجازه می دهد تا نگاه جدیدی به اجرای چنین روش های ویژه ای داشته باشیم. در تعدادی از موارد، اجرای آنها ساده‌تر و ارزان‌تر از اندازه‌گیری پاسخ فرکانس معمولی با استفاده از یک GCF، یک آشکارساز و یک اسیلوسکوپ است. در عین حال، محدوده فرکانس آزمایش و محدوده دینامیکی از نظر سطح به طور قابل توجهی گسترش می یابد. امیدوارکننده ترین، ساخت پاسخ فرکانسی با استفاده از پوشش طیف است که می تواند توسط تحلیلگرهای طیف دیجیتال مدرن با استفاده از GCF و پالس هایی با نرخ تکرار ثابت و ژنراتورهای ردیابی ساخته شده در تحلیلگرهای طیف ساخته شود. این روش های آزمون با استفاده از سیستم های ریاضی کامپیوتری مانند MATLAB+Simulink به راحتی به صورت ریاضی مدل سازی می شوند و مجموعه ای از ابزارها را برای تحقیق و آزمایش اجزا و دستگاه های مختلف تشکیل می دهند.

ادبیات

1. Kuznetsov V. A.، Dolgov V. A.، Konevskikh V. N. و همکاران اندازه گیری در الکترونیک: یک کتابچه راهنمای / ویرایش توسط V. A. Kuznetsov. مسکو: Energoatomizdat، 1987.
2. Dyakonov VP تولید و مولدهای سیگنال. M.: DMK-Press، 2009.
3. Dyakonov V. P. توسعه سری Tektronix AFG3000 از ژنراتورهای تابع دلخواه و کاربرد آنها // اجزا و فناوری ها. 2009. شماره 11.
4. Afonsky A. A., Dyakonov V. P. دستگاه های اندازه گیری و اندازه گیری های الکترونیکی جرم. M.: SOLON-Press، 2007.
5. اسیلوسکوپ های Dyakonov V.P. شرکت Tektronix معماری بسته // اجزا و فناوری ها. 2009. شماره 12.
6. Afonsky A. A., Dyakonov V. P. طیف دیجیتال، سیگنال و آنالایزرهای منطقی. M.: SOLON-Press، 2009.
7. Afonsky AA تحلیلگرهای طیف جدید AKTACOM // ابزارها و سیستم های کنترل و اندازه گیری. 2008. شماره 2.
8. Dyakonov V.P.، Penkov A.A. MATLAB و Simulink در صنعت برق / هندبوک. M.: خط تلفن - مخابرات، 2009.