Dans les communications sans fil modernes, les systèmes radar, les tests de charge utile de satellite, la recherche quantique et le développement de modules RF, la source de signaux hyperfréquences, communément appelée générateur de signaux, joue un rôle central dans la vérification des systèmes et l'évaluation des performances. Elle fournit des signaux RF et micro-ondes stables, spectralement purs et contrôlables avec précision, qui sont essentiels pour la validation de la R&D, les tests de production et l'intégration des systèmes.
Avec une large gamme de générateurs de signaux disponibles sur le marché, le choix du bon modèle peut s'avérer difficile. Les spécifications de performance semblent souvent similaires sur le papier, mais leur impact réel varie considérablement en fonction des exigences de l'application. Ce guide se concentre sur les technologies de base des sources de signaux hyperfréquences et explique comment choisir l'instrument le plus approprié en fonction des besoins pratiques de l'ingénierie. À l'aide de quatre exemples représentatifs de sources de signaux hyperfréquences Modèles TFN - TG96, TG115, TG20A et TG40A-A titre d'exemple, nous présentons une stratégie de sélection claire et réaliste pour les ingénieurs et les professionnels de l'essai.
Facteurs techniques essentiels qui définissent une source de signaux hyperfréquences
Avant de comparer des modèles spécifiques, il est essentiel de comprendre les paramètres techniques qui déterminent réellement si une source de signal est adaptée à un scénario de test donné.
Gamme de fréquences : La base de toute sélection
La couverture de fréquence est la première et la plus fondamentale des considérations. Un générateur de signaux doit couvrir entièrement la bande de fonctionnement de l'appareil testé, avec une marge suffisante pour la caractérisation et l'expansion future.
Pour les tests RF généraux, y compris les appareils IoT, les systèmes de diffusion et la plupart des équipements de communication inférieurs à 6 GHz, une gamme de fréquences allant du kilohertz à 6 GHz est généralement suffisante. Les instruments tels que le TFN TG96 sont conçus pour cette catégorie et répondent aux besoins de la plupart des applications RF de routine.
Les tests de micro-ondes et d'ondes millimétriques imposent toutefois des exigences bien plus élevées en matière de gamme de fréquences. Les applications telles que les communications par satellite, les systèmes radar et les frontaux à ondes millimétriques 5G nécessitent souvent une couverture jusqu'à 15 GHz, 21 GHz, voire au-delà de 40 GHz. Des modèles comme le TG115, TG20A et TG40A répondent à ces exigences de fréquences plus élevées, permettant des essais dans les bandes Ku, Ka et micro-ondes étendues.
Puissance de sortie et gamme dynamique
La capacité de puissance de sortie influe directement sur le réalisme avec lequel une source de signaux peut simuler les conditions de fonctionnement. Une large gamme dynamique permet aux ingénieurs de tester à la fois la sensibilité aux signaux faibles et la tolérance aux signaux de haut niveau à l'aide d'un seul instrument.
Les sources de signaux hyperfréquences à haute performance offrent généralement des niveaux de sortie allant d'environ -120 dBm à +17 dBm, avec une résolution d'amplitude fine et une précision stable. Ceci est particulièrement important pour les tests de sensibilité des récepteurs, l'analyse de la compression du gain et les flux de travail d'étalonnage. Les TG20A et TG40A se distinguent dans ce domaine en offrant une forte puissance de sortie combinée à un contrôle précis du niveau.
Pureté du signal : Bruit de phase et performances en matière de bruits parasites
La pureté du signal est l'un des facteurs les plus critiques - et souvent sous-estimés - dans le choix d'un générateur de signaux. Le bruit de phase, la distorsion harmonique et les émissions parasites ont tous un impact direct sur la précision des mesures.
Un faible bruit de phase est particulièrement important pour les schémas de modulation d'ordre élevé, les récepteurs à bande étroite et les systèmes radar. Un bruit de phase excessif en proximité peut dégrader le taux d'erreur sur les bits (BER), réduire la performance des canaux adjacents et limiter la résolution du radar. Par exemple, le TFN TG115 atteint des performances de bruit de phase supérieures à -115 dBc/Hz à un décalage de 10 kHz à 10 GHz, ce qui le rend bien adapté aux tests de récepteurs à haute sensibilité et à la substitution d'oscillateurs locaux à faible bruit.
Les niveaux de suppression des harmoniques et des parasites sont tout aussi importants. Une forte suppression des signaux indésirables minimise les interférences pendant les essais et améliore la confiance dans les résultats mesurés, en particulier lors de la caractérisation de dispositifs non linéaires ou de chaînes RF à gain élevé.
Capacité de modulation et flexibilité du signal
Les tests modernes de RF et de micro-ondes reposent rarement sur des porteuses non modulées. Une source de signaux pratique doit prendre en charge une large gamme de formats de modulation pour simuler les conditions de fonctionnement réelles.
Les schémas de modulation analogique tels que l'AM, la FM et la modulation de phase restent fondamentaux, tandis que la modulation d'impulsions est indispensable pour les radars et les tests dans le domaine temporel. Les paramètres clés sont la plage de largeur d'impulsion, le temps de montée et de descente et le rapport marche/arrêt. Pour les tests de communication et de modules numériques, la prise en charge des formats de modulation numérique courants tels que ASK, FSK et PSK élargit encore la flexibilité des applications.
À cet égard, des instruments tels que le TG96 offrent une grande polyvalence, combinant de multiples modes de modulation avec une capacité de conversion ascendante du signal externe pour des configurations de test complexes.
Performance du balayage et efficacité des mesures
Les fonctions de balayage de fréquence et d'amplitude sont largement utilisées pour évaluer la réponse en fréquence, la bande passante et le comportement au niveau du système. Le contrôle de la vitesse de balayage et du temps de séjour joue un rôle important.
La commutation rapide de fréquence permet des tests de production efficaces et des mesures automatisées, tandis que les temps de séjour plus longs sont mieux adaptés à l'analyse en régime permanent et à la caractérisation précise. Les modèles haut de gamme tels que le TG40A et le TG20A sont optimisés pour un balayage rapide, ce qui les rend idéaux pour les environnements de fabrication où le débit est critique.
Comparaison des générateurs de signaux TFN en fonction des applications
La compréhension des spécifications n'est qu'une partie du processus de sélection. C'est l'adéquation entre ces spécifications et les besoins réels de l'application qui détermine en fin de compte le bon choix.
Le TFN TG96 est un générateur de signaux RF très polyvalent couvrant les fréquences de 9 kHz à 6 GHz. Sa prise en charge complète de la modulation, sa capacité de conversion ascendante externe et son rapport qualité-prix attrayant en font un excellent choix pour l'enseignement, les laboratoires généraux de R&D, les tests de modules RF et les applications de service ou d'étalonnage.
Entrant dans le domaine des micro-ondes, le TFN TG115 étend sa couverture de fréquence jusqu'à 15 GHz et se concentre sur la pureté du signal. Son faible bruit de phase et ses performances élevées en matière de modulation d'impulsions en font un outil idéal pour la recherche sur les communications à haute fréquence, la simulation de signaux radar et les tests de composants hyperfréquences pour lesquels la propreté spectrale est essentielle.
Pour les utilisateurs qui ont besoin d'une plus grande couverture de fréquence et d'une meilleure performance de sortie tout en restant soucieux de leur budget, le TFN TG20A offre un équilibre efficace. Couvrant les fréquences jusqu'à 21 GHz, il offre une large plage dynamique, une puissance de sortie élevée et un excellent bruit de phase, ce qui le rend idéal pour les centres de R&D des entreprises, les fabricants d'équipements de communication et les systèmes de test de production.
En haut de la gamme, le TFN TG40A offre une couverture de fréquence de 9 kHz à 42 GHz, jusqu'à la bande Ka. Avec une puissance de sortie élevée, une excellente suppression des bruits parasites et des capacités de balayage rapide, il est conçu pour des applications exigeantes telles que les tests de communication par satellite, la recherche sur les ondes millimétriques, l'électronique de défense et le développement de systèmes radar avancés.
Stratégie de sélection pratique
Dans la pratique, le choix d'une source de signal hyperfréquence se résume à aligner les priorités de performance sur les exigences de test réelles.
Si vos applications sont limitées à des fréquences inférieures à 6 GHz et nécessitent une grande flexibilité de modulation, le TG96 offre une grande capacité sans complexité inutile. Pour les applications micro-ondes jusqu'à 15 GHz où le bruit de phase est une préoccupation majeure, le TG115 est un choix solide et ciblé. Lorsqu'une couverture de fréquence plus élevée et une puissance de sortie plus forte sont requises dans le cadre d'un budget contrôlé, le TG20A offre un excellent compromis. Pour la recherche avancée, les systèmes satellitaires et les tests hyperfréquences à large bande jusqu'à 42 GHz, le TG40A reste la solution la plus complète.
Conclusion
Le choix de la bonne source de signaux hyperfréquences nécessite une évaluation équilibrée de la gamme de fréquences, de la pureté du signal, de la puissance de sortie, de la capacité de modulation, de la performance de balayage et du budget. Plutôt que de se concentrer sur des spécifications isolées, les ingénieurs doivent examiner comment chaque paramètre affecte la précision des mesures dans le monde réel et l'efficacité des tests.
La gamme de générateurs de signaux TFN couvre l'ensemble des besoins en matière de tests RF et micro-ondes. Du générateur multifonctionnel et économique TG96, par l'intermédiaire du système à faible bruit TG115, à la haute performance de la TG20A et à large bande TG40A, Chaque modèle est optimisé pour un ensemble d'applications clairement défini.
Avant de prendre une décision finale, il est recommandé de vérifier les spécifications clés aux points de fréquence exacts et aux conditions de modulation pertinentes pour votre projet. Dans de nombreux cas, l'association de la source de signal avec des options appropriées, telles que des oscillateurs de référence à haute stabilité ou des modules de conversion ascendante externes, peut encore améliorer les performances et assurer la pérennité de votre plate-forme de test.
👉 Comparer spécifications détaillées des TG96, TG115, TG20A et TG40A pour identifier la source de signaux hyperfréquences qui correspond le mieux aux exigences de votre application.