Các loại máy phát tín hiệu khác nhau và ứng dụng của chúng kiến thức mới năm 2023

Độ trung thực của tín hiệu – Chọn tỷ lệ mẫu chính xác so với các đặc điểm dạng sóng

Máy phát tín hiệu là một trong những phần thiết yếu nhất của công nghệ trong lĩnh vực điện tử và truyền thông. Nó được sử dụng để tạo ra các loại tín hiệu và tần số khác nhau cho nhiều mục đích khác nhau như kiểm tra, xử lý sự cố và thiết kế. Mặc dù bộ tạo tín hiệu tiêu chuẩn là bộ tạo ra tín hiệu có biên độ, tần số và hình thức khác nhau, nhưng hiện nay trên thị trường có một số loại khác nhau. Tùy thuộc vào loại, các chức năng, hoạt động và ứng dụng sẽ khác nhau. Những bộ tạo tín hiệu như vậy có những công dụng rất cụ thể như điều chỉnh giọng nói hoặc tạo ra nhạc dance điện tử (EDM).

Mặc dù bộ tạo tín hiệu cơ bản vẫn được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, nhưng nó đã phát triển vượt bậc trong thế kỷ qua.

Máy phát tín hiệu tiêu chuẩn

Đây là loại máy phát tín hiệu phổ biến nhất tạo ra cả dạng sóng lặp lại và không lặp lại theo biên độ và hình dạng. Những thứ này được phổ biến rộng rãi trên khắp thế giới và cũng được sử dụng cho mục đích giáo dục (trong các trường đại học dạy điện tử như một môn học).

Máy tạo dạng sóng tùy ý

Điều này tương tự như một bộ tạo chức năng tiêu chuẩn, ngoại trừ các loại hình dạng khác nhau (răng cưa, bước, xung và sóng tam giác), mức băng thông thấp và dải tần số hạn chế. Vì chúng cho phép có nhiều hình dạng khác nhau, chúng được sử dụng trong thiết kế các ứng dụng. Trong khi đó, một bộ tạo hàm chỉ tạo ra sóng sin.

Máy phát tín hiệu tần số vô tuyến (RF)

Một loại bộ tạo tín hiệu phổ biến khác, bộ này được sử dụng để tạo ra tín hiệu trong một dải băng thông cụ thể. Tiếng chuông

e của bộ tạo tín hiệu RF điển hình là từ 10 kHz đến 6 GHz, và có các ứng dụng tương tự như hai loại trên. Tuy nhiên, sự thay đổi về kích thước và công dụng cho phép chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như GPS, phát sóng, radar, vệ tinh, v.v … Chúng thường tạo ra hai loại tín hiệu: tương tự và kỹ thuật số. Các bộ tạo tín hiệu kỹ thuật số (còn được gọi là bộ tạo véc tơ) tương đối mới và cung cấp nhiều chức năng hơn cho người vận hành.

Một số  bộ tạo tín hiệu RF được chế tạo đặc biệt  thậm chí có thể vượt ra ngoài giới hạn tiêu chuẩn là 6 GHz. Ví dụ:  Dòng Lucid của Tabor  là một loạt các mô-đun khác nhau có khả năng tạo ra tín hiệu tương tự lên đến 12 GHz. Chúng được biết đến với tốc độ chuyển mạch lớn, khả năng tương thích với các ngôn ngữ lập trình hiện đại như Python và MATLAB, và giao diện thân thiện với máy móc. Tabor cũng sản xuất các bộ tạo tín hiệu như vậy ở dạng di động, để bàn và gắn trên giá.

Máy phát tín hiệu RF chỉ khác máy phát vi sóng về dải tần. Máy phát tín hiệu vi sóng có thể tạo ra tín hiệu lên đến 20 GHz.

Máy phát chức năng

Bộ tạo chức năng là loại bộ tạo tín hiệu phổ biến nhất. Nó tạo ra các dạng sóng lặp lại đơn giản với các cường độ và tần số khác nhau. Nó sử dụng một mạch tạo tín hiệu và một bộ dao động điện tử để tạo ra các tín hiệu, đóng vai trò như những kích thích cho mục đích thử nghiệm và thiết kế. Một ví dụ điển hình về ứng dụng của nó là khắc phục sự cố PCB.

Trong một số bộ tạo tín hiệu, có một chức năng điều chế cho phép người dùng thay đổi cường độ và hình thức. Những người khác có bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số, bộ tổng hợp và bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự (DAC) để cải thiện khả năng.

Máy phát tín hiệu mục đích đặc biệt

Những loại này có ứng dụng rất cụ thể, hạn chế. Không giống như các bộ tạo tín hiệu đa năng được liệt kê ở trên, chúng chủ yếu thực hiện một chức năng duy nhất với rất nhiều hỗ trợ cho sự thay đổi về tần số, biên độ, độ trễ và hình dạng.

Máy tạo xung

Còn được gọi là bộ tạo xung logic, chúng tạo ra các xung có tần số và biên độ khác nhau. Chúng chủ yếu được sử dụng cho mục đích thử nghiệm và khắc phục sự cố, nơi chúng hoạt động như tác nhân kích thích cho mạch và các thiết bị điện tử khác. Máy phát xung rất hiếm vì hầu hết các máy phát điện khác ngày nay đều có khả năng tạo ra xung. Mua một máy phát xung duy nhất là không kinh tế.

Máy phát tín hiệu video

Tương tự như bộ tạo âm thanh, bộ tạo tín hiệu video tạo ra các dạng sóng quay phim. Nó được sử dụng chủ yếu cho mục đích thử nghiệm và được sử dụng trong việc thử nghiệm TV, trò chơi điện tử và các sản phẩm dựa trên video (phim).

Cả tín hiệu tổng hợp và tín hiệu đơn sắc đều có thể được tạo ra, điều này lại phân loại chúng thành hai loại. Trong một số bộ tạo tín hiệu video, có một công suất bổ sung để tạo ra tín hiệu âm thanh.

Máy tạo mẫu kỹ thuật số

Được thiết kế riêng để sử dụng để kiểm tra các mạch kỹ thuật số, chúng tạo ra ‘kích thích điện tử kỹ thuật số’ là một dạng sóng điện tương tự như sóng sin. Sự giống nhau gắn liền với khả năng tạo ra hai trạng thái tức là trạng thái cao và trạng thái thấp. Nó tái tạo chức năng của tín hiệu điện áp (với mức cao và mức thấp) và hoạt động như một yếu tố kích thích để kiểm tra và khắc phục sự cố.

Bộ tạo mẫu kỹ thuật số có khả năng tạo ra các mức điện áp tương thích với nhiều hệ thống I / O kỹ thuật số như TTL, LVDS và LVCMOS.

Chúng thường bị nhầm lẫn với máy phát xung. Trên thực tế, sự khác biệt của chúng là ở các tính năng và khả năng của chúng. Bộ tạo mẫu kỹ thuật số có sẵn dưới dạng cả đơn vị độc lập và bổ trợ và được sử dụng rộng rãi trong kích thích DAC, gỡ lỗi hệ thống nhúng và kích thích phần cứng DPS.

Phần mềm tạo tín hiệu

Tất cả các loại được mô tả ở trên đều dựa trên phần cứng. Tuy nhiên, có những ứng dụng phần mềm được sử dụng để tạo ra các dạng sóng tùy ý thông qua các thiết bị đầu ra. Ví dụ, các ứng dụng âm thanh được sử dụng (tải xuống và cài đặt trên máy tính) trong ngành công nghiệp âm thanh để tạo ra các kích thích và chuyển chúng qua card âm thanh. Sau đó, thẻ này được kết nối với thiết bị đầu vào hoặc kiểm tra mong muốn.

Phần mềm tạo tín hiệu dựa trên máy tính như vậy được bán bởi các nhà sản xuất trên toàn cầu nhưng chúng là một phần của một thị trường ngách.

Máy phát tín hiệu và máy hiện sóng là những bộ phận không thể thiếu của bất kỳ đơn vị thiết kế và kiểm tra thiết bị điện tử nào. Nếu không có chúng, sẽ rất khó để kiểm tra và khắc phục sự cố các thiết bị điện tử khác và tạo ra công nghệ mới. Máy phát tín hiệu có hiệu suất cao và yêu cầu bảo trì thấp, điều này tự động khiến chúng trở thành một thiết bị thân thiết trong thế giới điện tử. Cũng vì lý do này mà các kỹ sư thích mua chúng từ các nhà sản xuất nổi tiếng như Tabor chuyên sản xuất các mô-đun máy tính để bàn tiên tiến và hệ thống tạo tín hiệu di động. Dòng Lucid của nó là dòng tốt nhất trong ngành và có một loạt các tính năng đặc biệt.

Trong khi chín loại trên là bộ tạo tín hiệu phổ biến nhất, có rất nhiều biến thể khác có sẵn trên thị trường. Người dùng được yêu cầu khám phá các trang web và kho hàng của nhà sản xuất nếu chúng có mục đích sử dụng cụ thể.