Về cơ bản, máy phát tín hiệu đóng vai trò là bộ dẫn điện cho thử nghiệm điện tử, điều phối nhiều loại tín hiệu để thổi luồng sinh khí vào các mạch và hệ thống để phân tích. Nó tạo ra các dạng sóng được kiểm soát và chính xác—cho dù là sóng sin, sóng vuông hay các điều chế phức tạp—để thử nghiệm, xác minh và khắc phục sự cố về thiết lập điện. Nếu không có máy phát tín hiệu, bạn sẽ không có phương tiện đáng tin cậy để mô phỏng phản ứng của mạch đối với các tín hiệu đầu vào khác nhau.
Máy phát tín hiệu là trợ thủ đắc lực trong nhiều trường hợp, ví dụ như tinh chỉnh một hệ thống âm thanh có độ trung thực cao, gỡ lỗi kênh truyền thông kỹ thuật số hoặc phát triển công nghệ radar tiên tiến. Nó mô phỏng các điều kiện trong thế giới thực, từ tần số âm thanh đến các mẫu kỹ thuật số và sóng vô tuyến. Từ thử nghiệm thành phần cơ bản đến nghiên cứu và đổi mới tiên tiến, Từ việc đo kiểm các linh kiện cơ bản cho đến các hoạt động nghiên cứu và đổi mới sáng tạo tiên tiến, bộ tạo tín hiệu/phát tín hiệu là yếu tố cần thiết để giải quyết vấn đề và phát triển hướng tới tương lai.
Nắm bắt các đặc điểm và thông số kỹ thuật chính của bộ tạo tín hiệu cũng giống như tìm hiểu thành phần trong một công thức nấu ăn; chúng ta chỉ có thể đạt được kết quả mong muốn khi có các thành phần chính xác. Khi trên thị trường có quá nhiều lựa chọn, cần hiểu rõ bộ tạo tín hiệu nào là tốt nhất để đạt được mục tiêu dự án.
Tham khảo các dòng Máy phát tín hiệu, Máy tạo tín hiệu
Các tính năng quan trọng của máy phát tín hiệu/máy tạo tín hiệu
Các máy phát tín hiệu hàng đầu, được hiệu chuẩn cẩn thận sẽ mang lại độ tin cậy và độ chính xác cao, đáp ứng tốt nhất các yêu cầu của dự án kỹ thuật. Các thiết bị trải qua quá trình thử nghiệm và tinh chỉnh chuyên sâu để đảm bảo tín hiệu của chúng luôn chính xác và ổn định. Để tránh chậm trễ và tăng cao chi phí, các kỹ sư cần tin tưởng vào độ chính xác của các thiết bị này.
Một bộ tạo tín hiệu analog tạo ra các dạng sóng liên tục, còn bộ tạo tín hiệu số tạo ra dạng sóng từ các giá trị rời rạc. Để lựa chọn được giải pháp phù hợp, bạn phải hiểu rõ các tính năng và ứng dụng khác nhau.
- Dải tần số: Cần thiết để xác định phạm vi các tác vụ mà máy phát tín hiệu có thể xử lý, bao gồm cả các ứng dụng tần số thấp và cao. Dải tần số rộng hơn cho phép máy phát tín hiệu được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, giúp máy trở nên linh hoạt hơn.
- Dải biên độ: Dải biên độ rộng hơn giúp tăng cường tính linh hoạt và độ chính xác, cho phép máy phát tín hiệu/tạo tín hiệu đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các ứng dụng khác nhau và đảm bảo kết quả thử nghiệm chính xác và đáng tin cậy.
- Khả năng điều chế: Để mô phỏng chính xác các tình huống thực tế, máy phát tín hiệu phải đáp ứng nhiều kỹ thuật điều chế khác nhau, từ AM và FM đến các điều chế kỹ thuật số phức tạp hơn.
- Công suất đầu ra: Công suất đầu ra đủ và có thể điều chỉnh cho phép bạn vận hành hệ thống hoặc mạch ở các mức khác nhau, điều này rất quan trọng đối với các bài kiểm tra ứng suất và các đánh giá khác.
- Độ phân giải: Độ phân giải cao hơn dẫn đến kết quả kiểm tra chính xác hơn, cho phép bạn phân tích và hiểu hệ thống hoặc mạch một cách chi tiết.
- Định dạng dạng sóng: Các ứng dụng khác nhau yêu cầu các loại dạng sóng cụ thể, chẳng hạn như sóng sin, sóng vuông và sóng tam giác, do đó, điều quan trọng là phải đảm bảo máy phát có thể tạo ra các định dạng tín hiệu để kiểm tra chính xác.
Máy phát tín hiệu Analog (Analog signal generators)
Máy phát tín hiệu Analog cung cấp tín hiệu sóng liên tục (CW) hình sin với các khả năng tùy chọn cho AM, FM, điều chế pha (ΦM) và điều chế xung. Dải tần số mở rộng từ RF đến mmWave. Hầu hết các máy phát đều bao gồm chế độ quét theo bước/danh sách để mô tả hoặc hiệu chuẩn các thiết bị thụ động. Các máy phát này cung cấp độ chính xác về tần số và mức độ đạt chuẩn đo lường, khiến chúng trở nên thiết yếu đối với các tác vụ có độ chính xác cao.
Máy phát tín hiệu tương tự rất quan trọng trong thử nghiệm radar Doppler trong điều kiện thực tế. Đặc tính nhiễu pha thấp khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng có độ tinh khiết và độ ổn định tín hiệu cao, chẳng hạn như hệ thống radar để dự báo thời tiết và kiểm soát không lưu. Trong những môi trường này, bất kỳ độ lệch hoặc nhiễu nào cũng có thể dẫn đến dữ liệu không chính xác.
Máy tạo tín hiệu số (Digital signal generators)
Không giống như dạng sóng, máy tạo tín hiệu số tạo ra chuỗi mức logic hoặc mẫu kỹ thuật số. Các mẫu này rất cần thiết để đánh giá logic và thời gian của mạch kỹ thuật số cũng như hiệu suất của chúng trong nhiều điều kiện khác nhau.
Ứng dụng tiêu biểu:
- Kiểm thử cấp hệ thống: Đảm bảo các hệ thống số phức tạp hoạt động như mong muốn, giúp xác minh khả năng tương thích giữa các thành phần.
- Kiểm tra IC: Đánh giá các mạch tích hợp riêng lẻ, xác định lỗi sản xuất hoặc lỗi thiết kế.
- Gỡ lỗi: Hỗ trợ các kỹ sư khắc phục sự cố mạch có vấn đề, tập trung vào các vấn đề liên quan đến thời gian hoặc logic.
Trong ngành công nghiệp ô tô, các bộ tạo mẫu hình số đóng vai trò rất quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy của các khối điều khiển điện tử (ECU), quản lý mọi thứ từ hiệu suất động cơ đến hệ thống an toàn. Bằng cách mô phỏng các điều kiện lái xe với các mẫu kỹ thuật số được xác định trước, các kỹ sư có thể kiểm tra ECU trong nhiều tình huống khác nhau. Điều này giúp xác định lỗi hoặc lỗ hổng, đảm bảo các hệ thống của xe hoạt động hoàn hảo, ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt.
Các ứng dụng khác nhau của Máy tạo tín hiệu Analog và Máy tạo tín hiệu Digital
Có nhiều loại bộ tạo tín hiệu analog và số khác nhau, phụ thuộc vào RF đến vectơ hoặc chức năng, vì vậy các kỹ sư phải căn cứ vào mục tiêu cuối cùng để chọn giải pháp tốt nhất.
- Đo kiểm phổ thông: Một bộ tạo tín hiệu với dải tần rộng và công suất ra cao là bộ tạo tín hiệu tốt nhất cho đo kiểm phổ thông. Ngoài ra, cần lưu ý tới các khả năng điều chế như biên độ, tần số, quét và xung khi đo kiểm tín hiệu định kỳ.
- Ứng dụng viễn thông: Dải tần số rộng và sàn nhiễu thấp là điều cần thiết cho các ứng dụng viễn thông. Điều này đảm bảo thử nghiệm chính xác và tạo ra tín hiệu với mức nhiễu tối thiểu. Cũng cần cân nhắc đến các định dạng điều chế phức tạp được sử dụng trong viễn thông, chẳng hạn như khóa dịch tần số (FSK) và điều chế pha (PM).
- Thiết bị âm thanh: Độ biến dạng thấp là đặc tính trọng yếu trong kiểm tra thiết bị âm thanh và hình ảnh, vì chúng đảm bảo tín hiệu được tạo có chất lượng cao và không bị biến dạng. Ngoài ra, còn cần lưu ý đến các khả năng điều chế như điều chế khóa dịch biên độ (ASK), điều chế khóa dịch tần số, điều chế mã xung (PCM) và điều chế cầu phương (QM).
- Thử nghiệm ô tô: Thiết bị điện tử của xe hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, đòi hỏi dải tần số rộng và công suất đầu ra cao. Do đó, máy phát phải tạo ra tín hiệu chính xác và đáng tin cậy.
Chọn đúng máy phát tín hiệu
Đo kiểm chính xác và đáng tin cậy là điều kiện trọng yếu đảm bảo chất lượng và hiệu suất của thiết kế. Với số lượng lớn máy phát tín hiệu trên thị trường, việc tìm đúng máy có thể mất thời gian. Mặc dù sự khác biệt giữa máy phát tín hiệu tương tự và kỹ thuật số có vẻ đáng kể, nhưng điểm khác biệt thực sự là các tính năng và sự phù hợp của chúng với các yêu cầu của dự án.
Máy phát tín hiệu tương tự lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu độ tinh khiết tín hiệu cao và nhiễu pha thấp, chẳng hạn như thử nghiệm RF và vi sóng. Đối với các hệ thống truyền thông hiện đại và nghiên cứu tiên tiến, máy phát tín hiệu kỹ thuật số tốt hơn vì chúng cung cấp tính linh hoạt và độ chính xác cao hơn để tạo ra các dạng sóng phức tạp. Chọn sai giải pháp có thể dẫn đến việc làm lại tốn kém và mất thời gian. Vì vậy, điều quan trọng là phải chọn đúng máy phát tín hiệu để có được dữ liệu cần thiết để tinh chỉnh và cải thiện thiết kế.
—————
Bài viết gốc từ tác giả Andrew Herrera – giám đốc tiếp thị sản phẩm cho phần mềm đo kiểm RF tại Keysight Technologies, phụ trách máy phân tích tín hiệu vectơ PathWave 89600, các ứng dụng tạo tín hiệu và phân tích tín hiệu X-Series của Keysight. Andrew cũng phụ trách các giải pháp đo kiểm tự động như Keysight PathWave Measurements và phần mềm PathWave Instrument Robotic Process Automation (RPA).
—————-
MITAS tự hào là nhà phân phối được ủy quyền, tư vấn và cung cấp toàn bộ dịch vụ và thiết bị Keysight chính hãng tại Việt Nam. Bảo hành thiết bị Keysight 5 năm miễn phí. Kinh nghiệm hàng đầu về thiết kế các giải pháp tích hợp trong lĩnh vực đo kiểm, đo lường, antenna, …
