ژنراتور شکل موج دلخواه (فانکشن ژنراتور AWG)
فهرست مطالب
یک مولد شکل موج دلخواه، AWG یا ARB یک نوع تخصصی از مولدهای تابع است که قادر به تولید شکل موج از مجموعه مقادیر وارد شده است.
مولدهای شکل موج دلخواه اغلب با حروف اول آنها، AWG و گاهی اوقات حتی ARB (مخفف Arbitrary) نامیده می‌شود.
شکل موج های تولید شده توسط فانکشن ژنراتور AWG می‌توانند تکرارشونده و یا فقط یک برش باشند. اگر شکل موج AWG فقط یک برش باشد، یک مکانیسم تحریک‌کننده برای راه‌اندازی AWG و احتمالاً ابزار اندازه‌گیری مورد نیاز است.
فانکشن ژنراتور AWG می‌تواند مجموعه‌ای از نقاط یا مقادیر را دریافت کرده و یک شکل موج دیجیتال یا حتی آنالوگ بر اساس آنها بسازند. لذا یک فانکشن ژنراتور AWG نوعی از تجهیزات آزمایشگاهی است که قادر است تقریباً هر شکل موجی را که مورد نیاز است تولید کند.
قبل از هزینه کردن برای خرید یک فانکشن ژنراتور AWG مستقل، باید ببینیم که آیا در حال حاضر آن را داریم یا خیر؛ چون بسیاری از اسیلوسکوپ‌های مدرن حاوی یک AWG هستند که در اسکوپ ادغام شده است و اغلب می‌تواند توابع دامنه را برای گرفتن شکل موج ادغام کند.
فانکشن ژنراتور AWG بسیار شبیه به فانکشن ژنراتور معمولی است، اما از انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری در تولید شکل موج دارد و به طور کلی پیچیده تر است و لذا قیمت آن کمی بیشتر است. هرچند امروزه بیشتر تولیدکنندگان سعی دارند به سوی تولید AWG ها پیش بروند و اکثر فانکشن ژنراتورهای تولیدی آنها AWG است.
روش‌های مختلفی برای طراحی فانکشن ژنراتور AWG وجود دارد. این روش‌ها بر اساس تکنیک‌های دیجیتال و در زمرۀ یکی از دسته‌های اصلی زیر است:
ترکیب دیجیتال مستقیم، DDS: این نوع فانکشن ژنراتور AWG بر اساس انواع DDS تلفیق‌کنندۀ فرکانس است و گاهی اوقات ممکن است یک ژنراتور تابع دلخواه، AFG نامیده شود.
فانکشن ژنراتور AWG از نوع ساعت متغیر: مولد تابع دلخواه ساعت متغیر نوع انعطاف پذیرتری از فانکشن ژنراتور AWG است، اگرچه نسبت به نوع DDS، محدودیت های بیشتری دارند.
AWG ترکیبی: این فرمت AWG ، ادغام هر دو نوع قبلی یعنی تکنیک‌های DDS و ساعت متغیر است. از این طریق می‌توان از مزایای هر دو سیستم به یکباره بهره برد.
همچنین نرم افزارهایی برای ایجاد شکل موج دلخواه برای اجرا بر روی رایانه های شخصی موجود است. این روش گزینه بسیار ارزانی است اما در عمل ممکن است بسیار محدود باشد.
تفکیک‌پذیری و سرعت فانکشن ژنراتور AWG
دو مورد از مشخصه‌های اصلی یک فانکشن ژنراتور AWG، «تفکیک‌پذیری» و همچنین «سرعت» آن است. این دو پارامتر میزان درستی (دقت و صحت) شکل موج را تعیین می‌کند. تفکیک‌پذیری و سرعت در عمل به مدار داخلی AWG بستگی دارد.
تفکیک‌پذیری دامنه توسط تفکیک‌پذیری مبدل دیجیتال به آنالوگ (D/A) کنترل می‌شود. تفکیک‌پذیری در حقیقت بر حسب تعداد بیت ها توصیف می شود. بعنوان مثال، یک تفکیک‌پذیری 12 بیتی، می‌تواند 4096 گام دامنه را ارائه دهد.
سرعت فانکشن ژنراتور AWG نیز بسیار حائز اهمیت است. حداکثر نرخ تکرار برای شکل موج توسط دو عامل کنترل می شود: طول شکل موج بر حسب تعداد نمونه‌های مورد نیاز برای شبیه سازی شکل موج و حداکثر فرکانس ساعت. به عنوان مثال اگر یک AWG حداکثر فرکانس ساعت 25 مگاهرتز و شکل موج 1000 نقطه داشته باشد، حداکثر نرخ تکرار 25 کیلوهرتز خواهد بود. اگر سرعت تکرار بالاتری مورد نیاز بود، باید تعداد نمونه ها را کاهش داد زیرا امکان افزایش فرکانس ساعت در فانکشن ژنراتور AWG وجود ندارد!
ثبت یا گرفتن شکل موج
برای اینکه یک AWG بتواند سیگنالی تولید کند، لازم است نقاط خروجی مورد نیاز را وارد کنید. روش‌های مختلفی وجود دارد که در آنها می توان شکل موج یک فانکشن ژنراتور AWG را گرفت یا تولید کرد:
- با استفاده از دیجیتایزر یک اسیلوسکوپ دیجیتال، یک شکل موج واقعی را ثبت کنید.
- از ویرایش شکل موج داخلی در AWG استفاده کنید. بسیاری از AWG ها دارای درجاتی از تولید شکل موج و قابلیت ویرایش هستند، هرچند شاید به اندازه ویرایش کامپیوتری انعطاف‌پذیر نباشد.
- راه سوم هم تولید شکل موج با استفاده از نرم افزار روی رایانه شخصی است. نرم افزار ویرایش دیجیتال بسیار پیچیده‌ای برای این کار وجود دارد و تغییرات زیادی هم می‌توان با آن انجام داد.
پس از استفاده از این روش‌ها، می‌توان اطلاعات دیجیتال را بر روی فانکشن ژنراتور AWG بارگیری کرد تا بتواند خروجی مورد نیاز را ارائه دهد. لازم به ذکر است که همه قابلیت های ثبت و ورود شکل موج ممکن است در همه AWG ها در دسترس نباشد.
حتی اسیلوسکوپ‌های دیجیتالی نسبتا ارزان نیز بعضاً دارای فانکشن ژنراتور AWG هستند
قابلیت های اضافی فانکشن ژنراتور AWG
برخی از ARBها می‌توانند مثل مولدهای تابع معمولی عمل کنند. یعنی می‌توانند شکل موج های استاندارد مانند سینوسی، مربع، سطح شیب دار، مثلث، نویز و پالس تولید کنند. برخی تجهیزات دارای شکل موج‌های داخلی اضافی مانند توابع نمایی افزایشی و کاهشی، sinx/x و غیره هستند. به این طریق، می‌توان یک ابزار تنها را در برنامه‌های متنوعی مورد استفاده قرار داد، حتی اگر به قابلیتهای کامل AWG نیاز نباشد.
برخی از AWGها این توانایی را دارند که به یک الگوی کلمات خروجی بدهند تا بتوان انتقال داده‌ها را بر روی یک اتصال دهنده چند بیتی شبیه‌سازی کرد یعنی ترکیبی از ویژگی های AWG و مولدهای الگوی دیجیتال (Data Pattern Generator).
کاربردهای فانکشن ژنراتور AWG
هرجا که شکل موج های تخصصی مورد نیاز است، از AWG ها استفاده می‌شود.
برای نمایش برخی از کاربردهای AWG، این امکان برای فانکشن ژنراتور AWG طراحی شده برای DDS وجود دارد که سیگنال‌هایی با تغییر فاز کنترل شده دقیق یا فرکانس های مرتبط با نسبت ایجاد کنند. امکان تولید سیگنال هایی مانند امواج سینوسی چند فازی، چیدمان I-Q یا شبیه سازی سیگنال های سیستم های مکانیکی دنده‌ای مانند موتورهای جت را فراهم می‌کند. مدولاسیون های پیچیده کانال-کانال نیز امکان پذیر است.
AWG ها شاید پرکاربردترین ابزار آزمایشگاهی نباشند، اما بسیار مفیدند. فانکشن ژنراتورهای AWG مدرن بسیار منعطف هستند و می توان از آنها برای ایجاد شکل موج های بسیار خاص برای استفاده در آزمایش انواع برنامه ها استفاده کرد. اغلب AWG ها در اسیلوسکوپ های دیجیتال مدرن قرار می گیرند.
شما می توانید در با کارشناسان ما در رابطه با خرید فانکشن ژنراتور مناسب مشورت کنید
پس در تصمیم گیری و انتخاب مدل مناسب زمان را از دست ندهید
