Dans le domaine du test et de la mesure électroniques, le terme générateurs de signaux est largement utilisé, mais il couvre en fait plusieurs types d'instruments très différents. Sous ce parapluie, on trouve générateurs de fonctions, générateurs de formes d'onde, et Générateurs de signaux RF, Chacun d'entre eux est conçu pour un niveau spécifique de complexité du signal, de gamme de fréquences et d'exigences de test.
Cet article explique comment ces instruments sont liés, comment ils diffèrent et quand choisir chacun d'entre eux. Un exemple performantTFN TG20A générateur de signaux hyperfréquences-est également utilisé pour illustrer ce qui distingue les instruments professionnels de qualité RF.
1. Comprendre la hiérarchie : Un terme général, plusieurs catégories
Au niveau le plus élevé, un générateur de signaux est un appareil qui émet des signaux d'essai électriques. En fonction du type de forme d'onde, de la pureté et de la gamme de fréquence requise, la catégorie se divise en plusieurs instruments spécialisés.
2. Générateurs de fonctions : Les bases des essais à basse fréquence
Les générateurs de fonctions sont les membres les plus fondamentaux de la famille des générateurs de signaux. Ils sont conçus pour générer un petit ensemble de formes d'ondes périodiques standard telles que :
- Onde sinusoïdale
- Onde carrée
- Onde triangulaire
- Onde en dents de scie
Caractéristiques principales :
- Gamme des basses fréquences : typiquement de quelques hertz à plusieurs MHz ou quelques centaines de MHz.
- Fonctionnalité corrigée : se concentre sur la production de formes d'ondes mathématiques propres et idéales.
- Applications typiques : laboratoires d'électronique de base, tests audio, développement de circuits logiques numériques et environnements éducatifs.
Ils sont utilisés dans des scénarios de test où les ingénieurs n'ont besoin que d'une forme d'onde simple et prévisible plutôt que de signaux complexes ou à haute fréquence.
3. Générateurs de formes d'ondes (générateurs de formes d'ondes arbitraires) : Flexibilité pour la simulation et les tests complexes
Les générateurs de formes d'ondes, en particulier les générateurs de formes d'ondes arbitraires (AWG), offrent beaucoup plus de souplesse que les générateurs de fonctions.
Au lieu de quelques formes d'ondes intégrées, ils permettent aux ingénieurs de créer ou importer des formes d'onde personnalisées, y compris les signaux non périodiques ou très complexes.
Comment ils fonctionnent :
Une forme d'onde définie numériquement est stockée en mémoire et émise par un convertisseur numérique-analogique à grande vitesse, ce qui permet une reproduction précise de pratiquement n'importe quel signal.
Avantages principaux :
- Capacité à simuler des signaux du monde réel : Traces ECG, sorties de capteurs, protocoles de bus, transitoires de défaillance, formats de modulation
- Taux d'échantillonnage et largeur de bande élevés
- Grande profondeur de mémoire pour les séquences plus longues ou complexes
- Haute résolution verticale pour des détails plus fins
Les générateurs de formes d'onde sont idéaux lorsque le test nécessite l'authenticité, la complexité ou la reproduction exacte du signal.
4. Générateurs de signaux RF / Générateurs de signaux micro-ondes : Précision et pureté
Lorsque les tests atteignent les fréquences RF ou micro-ondes, la précision et la pureté deviennent drastiquement plus importantes. C'est là qu'interviennent les générateurs de signaux RF et les générateurs de signaux micro-ondes.
Ces instruments sont conçus pour fournir une onde sinusoïdale de haute qualité avec une stabilité et une pureté spectrale exceptionnelles.
Caractéristiques distinctes :
- Gamme de fréquences extrêmement large : de centaines de kHz à des dizaines de GHz
- Performance exceptionnelle en matière de bruit de phase pour une sortie spectrale propre
- Contenu harmonique et parasite très faible
- Contrôle de haute précision du niveau de puissance
- Capacités de modulation analogique et vectorielle intégrées
Les générateurs de signaux RF sont essentiels pour :
- Tests de filtres et d'amplificateurs
- Caractérisation du mélangeur
- Mesures de la sensibilité du récepteur
- Développement de systèmes radar
- R&D sur les communications sans fil
- Systèmes de satellites et de navigation
Ici, la priorité n'est pas la flexibilité de la forme d'onde mais la pureté et la stabilité du signal de sortie.
5. TFN TG20A - Un générateur de signaux hyperfréquences professionnel
Le TFN TG20A démontre ce qui différencie les générateurs de signaux hyperfréquences haut de gamme des générateurs de fonctions ou de formes d'ondes à usage général.
Principales capacités RF
- Couverture des fréquences : 9 kHz à 21 GHz - dans le domaine des micro-ondes professionnelles
- Bruit de phase exceptionnel : -112 dBc/Hz @ 10 kHz offset (10 GHz)
- Forte suppression des bruits parasites : jusqu'à -80 dBc à 10 GHz
-
Contrôle haute résolution :
- Résolution de la fréquence : 0,001 Hz
- Résolution de l'échelon de puissance : 0,1 dB
- Plage de puissance de sortie : -120 dBm à +17 dBm
- Excellente stabilité : référence interne avec vieillissement de ±0,3 ppm par an
Qui a besoin de ce niveau de performance ?
Des industries telles que :
- Radar et ESA
- Aérospatiale et satellites
- Recherche quantique
- Conception de systèmes de communication avancés
Pour ces utilisateurs, le TG20A fournit une source RF propre, précise et contrôlable, n'est pas un outil de lecture de formes d'onde. Sa valeur essentielle réside dans génération d'ondes sinusoïdales de haute pureté sur une large bande de fréquences, ce qui est essentiel pour la validation des performances RF.
6. Aperçu des principales différences
| Fonctionnalité | Générateurs de fonctions | Générateurs de formes d'onde | Générateurs de signaux RF |
|---|---|---|---|
| Objectif principal | Signaux périodiques de base | Signaux personnalisés et complexes | Ondes sinusoïdales de haute pureté |
| Fréquence typique | Hz à MHz | Hz à des centaines de MHz | kHz à des dizaines de GHz |
| Flexibilité de la forme d'onde | Faible | Très élevé | Faible (priorité à la pureté) |
| Priorité | Coût et principes de base | Flexibilité et simulation | Pureté, précision, stabilité |
| Cas d'utilisation typiques | Education, circuits basse fréquence | Simulation de capteurs, protocoles, biomédical | Radar, micro-ondes, modules RF |
7. Comment choisir le bon générateur de signaux
Utilisez cette cartographie simple en fonction de votre application :
Choisissez un générateur de fonctions si vous en avez besoin :
- Signaux de laboratoire de base
- Éducation ou introduction à l'électronique
- Formes d'ondes périodiques simples
Choisissez un générateur de forme d'onde si vous en avez besoin :
- Séquences personnalisées
- Reproduction du signal dans le monde réel
- Modulation complexe ou simulation de protocole
- Alimentation ou simulation de capteur
Choisissez un générateur de signaux RF si vous en avez besoin :
- Ondes sinusoïdales à haute fréquence et à faible bruit
- Contrôle précis du niveau de puissance
- Test de composants RF (filtres, LNA, mélangeurs)
- Sensibilité des récepteurs ou essais de systèmes radar/communication
Dans les environnements de test à haute fréquence, une source de signaux RF - comme le TFN TG20A-devient un outil non négociable pour obtenir des résultats précis et fiables.
Conclusion
Bien que les générateurs de signaux, les générateurs de fonctions et les générateurs de formes d'ondes soient étroitement liés, leurs priorités de conception diffèrent considérablement.
Le bon choix dépend des besoins de votre application :
- Une forme d'onde standard simple
- Un signal hautement personnalisé
- Ou une sortie RF pure, stable et à haute fréquence
En comprenant ces distinctions, les ingénieurs peuvent sélectionner l'instrument qui correspond précisément à leurs objectifs de test et éviter de sur-spécifier ou de sous-spécifier l'équipement.