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Generador de forma de onda arbitraria, AWG

Generador de forma de onda arbitraria, AWG

Los generadores de formas de onda arbitrarias también pueden denominarse por sus iniciales, AWG, y a veces incluso se les llama y ARB, abreviatura de arbitrario.

Las formas de onda producidas por generadores de formas de onda arbitrarias, AWG, pueden ser repetitivas o, a veces, de un solo disparo. Si la forma de onda AWG es de un solo disparo, entonces se necesita un mecanismo de activación para activar el AWG y posiblemente el instrumento de medición.

El AWG puede generar una forma de onda arbitraria definida por un conjunto de valores, es decir, "puntos de referencia" introducidos para establecer el valor de la forma de onda en momentos específicos. Pueden crear una forma de onda digital o incluso analógica.

Como resultado, un generador de forma de onda arbitraria es una forma de equipo de prueba que puede producir prácticamente cualquier forma de onda que se requiera.

Antes de invertir en un instrumento de prueba de generador de formas de onda arbitrarias por separado, vale la pena investigar si ya existe y está disponible. Muchos osciloscopios modernos contienen un AWG que está integrado en el osciloscopio y, a menudo, puede integrarse con las funciones del osciloscopio para capturar formas de onda.

Los generadores de formas de onda arbitrarias son muy similares a los generadores de funciones, pero ofrecen niveles mucho mayores de flexibilidad en términos de generación de formas de onda y, en general, son más sofisticados y, por lo tanto, más costosos.

Técnicas de generador de forma de onda arbitraria

Hay varias formas de diseñar generadores de formas de onda arbitrarias. Se basan en técnicas digitales y su diseño se incluye en una de las categorías principales a continuación:

  • Síntesis digital directa, DDS: Este tipo de generador de forma de onda arbitraria se basa en los tipos de sintetizador de frecuencia DDS y, a veces, puede denominarse generador de función arbitraria, AFG.
  • Generador de formas de onda arbitrarias de reloj variable El generador de funciones arbitrarias de reloj variable es la forma más flexible de generador de formas de onda arbitrarias. Estos generadores de formas de onda arbitrarias son generalmente más flexibles, aunque tienen algunas limitaciones que no poseen las versiones DDS. A veces, estos generadores se denominan simplemente generadores de formas de onda arbitrarias, AWG en lugar de generadores de funciones arbitrarias.
  • Generador combinado de formas de onda arbitrarias Este formato de AWG combina las otras dos formas, incluido el DDS y las técnicas de reloj variable. De esta manera, las ventajas de ambos sistemas se pueden realizar en un solo elemento de equipo de prueba.

Los avances en la tecnología digital han permitido generar generadores de formas de onda arbitrarias; se puede ver que todas las técnicas utilizadas son digitales en concepto. Con chips como la síntesis digital directa, DDS ahora disponible a costos relativamente bajos, estos permiten que los ARB se diseñen y fabriquen mucho más fácilmente que hace unos años.

También debe mencionarse que algunos programas para crear formas de onda arbitrarias están disponibles para ejecutarse en computadoras personales. Si bien esta es una opción muy económica para proporcionar uno de estos instrumentos de prueba, el circuito de salida proporcionado por la PC puede limitar significativamente la capacidad y el rendimiento.

Resolución y velocidad del generador de forma de onda arbitraria

Dos de las principales especificaciones de un generador de formas de onda arbitrarias son su resolución y también la velocidad. Estos dos parámetros determinan la precisión con la que se puede reproducir la forma de onda. Están gobernados por diferentes elementos dentro del circuito generador de forma de onda arbitraria.

La resolución de amplitud se rige por la resolución del convertidor de digital a analógico (D / A o D2A). Esto se describe en términos de número de bits. Una resolución de 12 bits proporciona 4096 pasos de amplitud.

La velocidad del generador de forma de onda arbitraria también es muy importante. La tasa de repetición máxima de la forma de onda se rige por dos factores: la longitud de la forma de onda en términos del número de muestras necesarias para simular la forma de onda y la frecuencia máxima de reloj. Por ejemplo, si el generador de forma de onda arbitraria tiene una frecuencia de reloj máxima de 25 MHz y la forma de onda tiene 1000 puntos, entonces la tasa de repetición máxima sería de 25 kHz. Si se requiriera una tasa de repetición más alta, entonces sería necesario disminuir el número de muestras ya que no sería posible aumentar la frecuencia de reloj en el generador de forma de onda arbitraria.

Captura de forma de onda

Antes de que un generador de forma de onda arbitraria pueda producir una señal, es necesario ingresar los puntos para la salida requerida. Hay varias formas en las que se puede capturar o generar la forma de onda de un generador de forma de onda arbitrario:

  • Capture una forma de onda real. Esto se puede hacer usando un digitalizador o un osciloscopio digital.
  • Utilice la edición de forma de onda incorporada en el generador de forma de onda arbitraria. Muchos AWG tienen algún grado de capacidad de edición y generación de formas de onda incorporada, aunque esto puede no ser tan flexible como una solución de edición basada en PC.
  • Otra forma es generar la forma de onda utilizando un software que se ejecuta en una PC. Para ello se encuentra disponible un software de edición digital muy sofisticado que permite incorporar muchas variaciones.

Se puede utilizar cualquiera de estos métodos y luego la información digital se puede descargar en el generador de forma de onda arbitraria para permitirle proporcionar la salida requerida. Debe recordarse que no todas las capacidades de captura e ingreso de formas de onda pueden estar disponibles en todos los AWG.

Capacidades adicionales de generador de formas de onda arbitrarias

Algunos generadores de formas de onda arbitrarias también pueden operar como generadores de funciones convencionales. Estos pueden incluir formas de onda estándar como sinusoidal, cuadrada, rampa, triángulo, ruido y pulso. Algunas unidades incluyen formas de onda adicionales incorporadas, como tiempos de subida y bajada exponenciales, sinx / x, etc. De esta forma, un solo instrumento puede utilizarse en una variedad de aplicaciones, incluso si no se requiere la capacidad AWG completa, ahorrando así El costo de comprar una variedad de generadores para propósitos muy similares.

Algunos generadores de formas de onda arbitrarias tienen la capacidad de generar un patrón de palabras en un conector de varios bits para simular la transmisión de datos, combinando las propiedades de ambos AWG y generadores de patrones digitales.

Aplicaciones de generador de forma de onda arbitraria

Los AWG se utilizan en muchas aplicaciones donde se requieren formas de onda especializadas. Estos pueden estar dentro de una amplia variedad de sectores de la industria electrónica.

Para dar una idea de algunas de las aplicaciones AWG, es posible que los generadores de formas de onda arbitrarias basados ​​en DDS creen señales con desfases de fase controlados con precisión o frecuencias relacionadas con la relación. Esto permite la generación de señales como ondas sinusoidales polifásicas, constelaciones I-Q o simulación de señales de sistemas mecánicos con engranajes como motores a reacción. También son posibles modulaciones complejas de canal a canal.

El generador de formas de onda arbitrarias puede que no sea el más utilizado de los elementos de la instrumentación de prueba, pero puede ser inmensamente útil en una variedad de aplicaciones. Los generadores de formas de onda arbitrarias modernos son muy flexibles y se pueden utilizar para crear formas de onda muy específicas para su uso en la prueba de una variedad de aplicaciones. A menudo, los AWG están contenidos en osciloscopios digitales modernos.

Ver el vídeo: The Function Generator (Octubre 2020).