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Appareils de mesure
Un générateur de signaux est un appareil largement utilisé dans l’industrie électronique depuis de nombreuses années. Même si les modèles initiaux étaient assez basiques par rapport à ceux d'aujourd'hui, la technologie a énormément évolué, offrant un large éventail de fonctionnalités et des performances améliorées. Les premiers générateurs de signaux étaient analogiques et assez limités. Avec l’ère du numérique, tous les générateurs ont évolué et sont désormais capables de réaliser des fonctions bien plus complexes. Nous allons maintenant examiner les principaux types de générateurs de signaux.
Cette catégorie couvre différents types d'appareils, tels que les générateurs de fonctions, les générateurs de fonctions arbitraires (AFG) et les générateurs de formes d'onde arbitraires (AWG). Il existe également des générateurs plus spécifiques, comme ceux pour les signaux audio, les signaux radiofréquences et les signaux vectoriels.
Les générateurs de fonctions sont des dispositifs conçus pour produire un ensemble limité mais précis de formes d'onde périodiques à des fréquences spécifiques. À son tour, un générateur de signaux peut être analogique (traditionnel) ou numérique.
Un générateur de signaux traditionnel ou analogique fonctionne en utilisant des circuits électroniques qui génèrent des tensions variables pour créer différentes formes d'onde. Voici une description de base de son fonctionnement :
En résumé, un générateur de signal analogique produit des formes d'onde accordables en manipulant des circuits électroniques analogiques qui contrôlent la fréquence, l'amplitude et la forme du signal généré.
Les modèles les plus modernes utilisent une technologie connue sous le nom de synthèse numérique directe (DDS), permettant de générer des formes d'onde à des fréquences exactes avec une réponse rapide aux changements de fréquence au cours de la génération.
Un générateur de signaux DDS (Direct Digital Synthesis) est un appareil électronique utilisé pour produire des formes d'onde périodiques avec une précision exceptionnelle en termes de fréquence et de phase. Il utilise une technique numérique pour générer des signaux, contrairement aux méthodes analogiques traditionnelles. Au lieu d'utiliser des circuits analogiques complexes, un générateur DDS utilise un oscillateur de fréquence stable et un convertisseur numérique-analogique (DAC) pour créer des signaux de sortie.
La clé du fonctionnement d'un générateur DDS est un compteur de phase numérique, qui produit une séquence de valeurs utilisées pour déterminer l'amplitude du signal à chaque point d'échantillonnage. Ces valeurs sont transmises à une table de recherche, qui stocke les valeurs d'amplitude de la forme d'onde souhaitée. La sortie du DAC reçoit ces valeurs d'amplitude pour générer la forme d'onde finale.
Le principal avantage d'un générateur DDS est sa capacité à générer des formes d'onde avec une haute précision et stabilité de fréquence, ainsi qu'à basculer rapidement entre différentes fréquences. Cela le rend idéal pour les applications où un signal à fréquence variable est requis, comme dans les tests de réponse au stimulus, la modulation du signal ou la synthèse audio et RF (radiofréquence).
Ces générateurs ont généralement une mémoire limitée, ne stockant que quelques formes d'onde périodiques standard telles que sinusoïdale, carrée, impulsionnelle, rampe et balayage. Cependant, selon l'appareil, plus ou moins d'options de forme d'onde peuvent être proposées. Ce sont des outils rentables pour des applications telles que les tests de réponse aux stimuli, la caractérisation des filtres et la simulation de sources d'horloge, qui nécessitent des formes d'onde exclusivement périodiques.
Les générateurs de fonctions arbitraires (AFG) partagent des similitudes avec les générateurs de fonctions numériques standard alimentés par DDS, mais avec une fonctionnalité supplémentaire clé : la possibilité de stocker et d'utiliser des formes d'onde définies par l'utilisateur. Cela implique de disposer d'un espace mémoire interne dédié pour stocker ces formes d'onde personnalisées, permettant à l'utilisateur de définir une forme d'onde spécifique, de la sauvegarder dans la mémoire de l'AFG, puis de la générer à l'aide de la technique de synthèse numérique directe (DDS). En plus de ces formes d'onde personnalisées, les AFG incluent également des ensembles prédéfinis de formes d'onde stockées dans leur mémoire interne, qui peuvent également être générées à l'aide de DDS. Par conséquent, les AFG sont des outils très précieux lorsque l’on travaille sur des applications similaires à celles nécessitant des générateurs de fonctions standard, mais avec l’avantage de pouvoir définir des formes d’onde plus uniques que celles fournies par le fabricant. Il est important de vérifier que la mémoire disponible de l'appareil est suffisante pour stocker les formes d'onde définies par l'utilisateur avant de l'acheter.
Les générateurs de formes d'onde arbitraires (AWG) ont la capacité de générer à la fois des formes d'onde standard et des formes d'onde complexes et personnalisées définies par l'utilisateur. Certains AWG peuvent également combiner et relier des formes d'onde pour produire efficacement des séquences de formes d'onde. Pour générer des formes d'onde complexes ou séquencées, les AWG nécessitent une quantité considérable de mémoire interne pour stocker ces formes d'onde. Par conséquent, lors de la sélection d'un AWG, il est important de s'assurer qu'il dispose d'une capacité de mémoire suffisante pour les formes d'onde spécifiques de votre application. En plus de la capacité de mémoire étendue, les AWG utilisent également un schéma d'horloge différent de celui des générateurs de fonctions standard ou des AFG qui utilisent le DDS. Le schéma d'horloge d'un AWG envoie les points dans l'ordre exact dans lequel ils sont stockés en mémoire, ce qui signifie qu'ils ne peuvent pas modifier instantanément la fréquence de sortie.
Les générateurs d'ondes analogiques présentent des avantages et des inconvénients distincts par rapport aux DDS, AFG et AWG.
Avantage:
Désavantages:
Avantage:
Désavantages:
Avantage:
Désavantages:
Avantage:
Désavantages:
La bande passante d'un générateur de signaux fait référence à la plage de fréquences dans laquelle le générateur peut produire des signaux avec une amplitude acceptable et une distorsion minimale. En d’autres termes, il s’agit de la gamme de fréquences que le générateur peut générer avec précision et fidélité. Concrètement, la limite maximale qui définit cette bande passante est le point où l'atténuation du signal est de 3 dB.
Par exemple, si un générateur de signaux a une bande passante de 0 Hz à 100 MHz, cela signifie qu'il peut générer des signaux avec des fréquences de 0 Hz à 100 MHz avec une qualité acceptable et une distorsion minimale.
Plus la bande passante est grande, plus la fréquence que vous pouvez générer de manière sinusoïdale est élevée avec moins de distorsion, mais aussi plus le temps de montée du signal est court. Il s'agit d'un paramètre particulièrement important lors de la génération de signaux carrés et de trains d'impulsions.
La bande passante est une spécification importante à prendre en compte lors de la sélection d'un générateur de signaux, en particulier si vous travaillez avec des applications nécessitant des fréquences spécifiques dans une certaine plage. Une bande passante plus large permet au générateur de couvrir une gamme de fréquences plus large, ce qui le rend plus polyvalent dans différentes applications.
La résolution en bits dans les générateurs de signaux fait référence à la précision avec laquelle l'appareil peut représenter l'amplitude du signal. Il est similaire au concept de résolution binaire dans les systèmes numériques, où il fait référence à la quantité d'informations qui peuvent être stockées ou traitées.
Dans un générateur de signaux, la résolution en bits détermine le nombre de niveaux d'amplitude qu'il peut générer. Par exemple, un générateur de signal avec une résolution de 8 bits peut représenter l'amplitude du signal en utilisant 256 niveaux différents (2 ^ 8 = 256), tandis qu'un générateur de 12 bits peut représenter l'amplitude avec 4 096 niveaux (2 ^ 12 = 4 096).
Une résolution binaire plus élevée se traduit généralement par une plus grande précision dans la génération de formes d'onde, car elle permet de représenter une plage plus large de niveaux d'amplitude et donc une plus grande fidélité dans la reproduction du signal. Ceci est particulièrement important pour les applications qui nécessitent une grande précision dans la forme d'onde générée, telles que les tests haute fidélité ou la conception de systèmes de communication.
En résumé, la résolution en bits dans les générateurs de signaux est un facteur clé qui influence la précision et la qualité du signal généré, et une résolution plus élevée se traduit généralement par une meilleure fidélité dans la reproduction de la forme d'onde.
Lors de l'évaluation d'un générateur de signaux, il est important de prendre en compte ces paramètres et la manière dont ils s'alignent sur les exigences spécifiques de votre application.
Un générateur RF (Radio Fréquence) est un appareil utilisé pour générer des signaux radiofréquence, qui sont des signaux électromagnétiques utilisés dans une grande variété d'applications, telles que les communications sans fil, les tests d'équipements radio et de télévision, les mesures de radiofréquence, la recherche scientifique et le développement de produits électroniques. appareils, entre autres.
Ces générateurs sont capables de produire des signaux RF avec des fréquences allant de quelques kilohertz (kHz) à plusieurs gigahertz (GHz), selon la conception et les spécifications de l'appareil. Ils peuvent générer différents types de formes d'onde, telles que des formes d'onde sinusoïdales, carrées, triangulaires et modulées, en fonction des besoins de l'application.
Les générateurs RF peuvent varier en complexité, depuis des appareils de base générant des signaux simples jusqu'à des générateurs plus avancés offrant un large éventail de fonctions et de fonctionnalités, telles que la modulation, l'atténuation, le balayage de fréquence et la télécommande.
En résumé, un générateur RF est un composant essentiel dans de nombreuses applications impliquant des signaux radiofréquence, offrant la possibilité de générer des signaux précis et contrôlés à diverses fins.
Un générateur vectoriel est une version avancée d'un générateur RF qui peut non seulement générer des signaux radiofréquences, mais également les moduler et les manipuler de manière plus sophistiquée. Ces générateurs sont principalement utilisés dans les applications de communications sans fil, telles que le test des appareils mobiles, des équipements de réseau sans fil et des systèmes radar.
Voici quelques caractéristiques distinctives des générateurs de vecteurs :
En résumé, les générateurs vectoriels sont des outils puissants et polyvalents dans le domaine des communications sans fil, offrant des capacités avancées pour générer, moduler et analyser des signaux RF complexes pour une variété d'applications.
Un générateur de bruit rose est un appareil qui produit un signal de bruit dont la densité spectrale de puissance est inversement proportionnelle à la fréquence. Cela signifie que plus la fréquence augmente, plus la densité de puissance diminue. Le nom « rose » vient de l’analogie avec le spectre de la lumière visible, où la couleur rose a une distribution d’énergie similaire.
Certaines caractéristiques importantes d’un générateur de bruit rose incluent :
En résumé, un générateur de bruit rose est un outil précieux pour les tests et mesures, ainsi que pour la conception et l'analyse de systèmes audio et de communication, fournissant une source de bruit contrôlée avec une distribution de puissance spécifique dans le domaine fréquentiel.
Un générateur audio est un appareil conçu pour produire des signaux audio, qui sont des signaux acoustiques dans la gamme de fréquences audibles par les humains, généralement de quelques hertz (Hz) à plusieurs kilohertz (kHz). Ces générateurs sont couramment utilisés dans diverses applications, notamment les tests d'équipements audio, l'étalonnage de systèmes audio, la recherche acoustique et la production musicale, entre autres. Dans de nombreux cas, les générateurs vus ci-dessus peuvent être utilisés comme générateurs audio.
Voici quelques fonctionnalités et applications importantes des générateurs audio :
En résumé, les générateurs audio sont des outils polyvalents et essentiels dans une variété d'applications sonores et liées à l'audio, fournissant une source contrôlée de signaux audio pour les tests, l'étalonnage, la recherche et la production musicale.
