Как использовать систему запуска генераторов RFSG12, RFSG20, RFSG26 для сверхбыстрого свипирования

Цель

Данная статья посвящена тому, как программировать и выполнять быстрые развертки по частоте (или обобщенному списку) с использованием генераторов сигналов серии RFSG с опцией быстрой перестройки частоты FS.

Введение

Скорость перестройки частоты - время, показывающее, как быстро генератор может перестроиться с одной частоты на другую. Современные требования к радиосистемам формируют необходимость в генераторах частоты с ультранизким фазовым шумом и высокой скоростью перестройки частоты. Рост требований к скорости перестройки частоты вызван расширением пропускной способности и необходимостью повышать плотность импульсов в условиях имитации РЭБ.

Генераторы сигналов серии RFSG (или многоканальный MCSG) с опцией FS обеспечивают чрезвычайно быструю развертку, которая в сочетании с триггерной системой может генерировать очень точные и быстрые разверти по частоте и мощности.

В отличие от традиционных аналоговых разверток, быстрые цифровые развертки могут быть синхронизированы в любое время в течение развертки и дают точные частоты во время свипирования.

Генераторы сигналов серии RFSG и MCSG могут быть запрограммированы на выполнение разверток либо с помощью графического пользовательского интерфейса RFSG (GUI), либо непосредственно с помощью команд SCPI.

Скорость перестройки частоты генераторов серий RFSG, MCSG, RFSU может быть 20 мкс.

 В этой статье по применению мы описываем установку развертки частоты со следующими параметрами:

• Линейная развертка от 1 до 12 ГГц, в общей сложности 10 шагов  
• Выполните всю развертку один раз на каждом внешнем запуске по фронту
• Частоты должны переключаться каждые 50 мкс  
• Выходной триггер должен обеспечивать индикацию «сигнал действителен» путем изменения на логическую единицу 1 всякий раз, когда переходный процесс завершается и сигнал становится действительным 

Чтобы оценить временную диаграмму для этой развертки, мы можем взглянуть на Рисунок 1.

 

 

Рисунок 1. Временная диаграмма

 

Dwell time - «время выдержки» - время, в течение которого генератор удерживает заданную пользователем частоту, обозначается tstep и либо программируется пользователем, либо задается внешним триггерным сигналом (TRIG IN). В нашем примере tstep равен 50 μs, фронт цифрового сигнала на входе TRIG IN запускает развертку с 10 частотами.

Чтобы получить цифровой сигнал-информацию о завершении установки сигнала «действительный сигнал», нам нужно включить выход запуска TRIG OUT с помощью многоцелевого разъема BNC (с именем FUNC OUT). Этот сигнал указывает, является ли РЧ-сигнал на выходе RFSG стабильным. TRIG OUT имеет уровень логической единицы, если обнаружен стабильный выходной сигнал, и становится низким, как только начинается новая частота или смена частоты.

После сигнала запуска по фронту через вход TRIG IN, запускается развертка и это занимает время задержки tde (обычно 5 нс), пока сигнал TRIG OUT не станет впервые высоким.

TRIG OUT теперь остается высоким до тех пор, пока не будет достигнуто значение t = 50 мкс и не начнется переключение на следующую частоту. В течение tinv переходный процесс завершается, и значение TRIG OUT снова возрастает. Новая пара частота / мощность остается стабильной до достижения t = 150 мкс . TRIG OUT второй раз понижается, и запрограммируется следующая пара частота / мощность.

Обратите внимание, что переходное время tinvN  и действительное время tvalN могут варьироваться от точки к точке, но время шага tstep (=tinvN+tvalN) между частотами всегда составляет 50 мкс. В частности, для первой частоты развертки tinv1 равно нулю, а tval1 равно 50 мкс.

TRIG OUT может использоваться для точной синхронизации разверток с любым внешним оборудованием.

Конфигурация развертки

Мы настраиваем этот цикл в три этапа

1. Настройте триггер   

Триггерный вход

TRIG: SEQ: TYPE POIN              

TRIG: SEQ: SOUR EXT              

TRIG: SEQ: DEL 0              

TRIG: SEQ: SLOP POS              

TRIG: SEQ: ECO 1              

Триггерный выход

TRIG: OUTP: MODE VAL              

2. Настройте Свипирование   

SOUR: SWE: COUN 1              

SOUR: SWE: DWEL 50e-6              

SOUR: SWE: DEL 0              

SOUR: SWE: SPAC LIN              

SOUR: SWE: POIN 10              

SOUR: SWE: STAR 1e9              

SOUR: SWE: STOP 12e9              

SOUR: FREQ: MODE SWE              

3. Тип триггера

INIT: CONT ON    

 

Настройка GUI

В графическом интерфейсе пользователя настройка проста. Сначала мы настраиваем триггерную систему так, чтобы она ждала передний фронт и запускала всю развертку при сигнале запуска.

Мы переключаемся на вкладку TRIGGER графического интерфейса пользователя, как показано на Рисунке 2. Устанавливаем режим триггера на «Repeat», источник триггера на «External Trigger», край триггера на «Rising» и параметр триггера на «Execute complete List».

В настройках триггерного выхода мы устанавливаем «Действительный».

 

 

Рисунок 2. Настройки триггера GUI

 

Далее мы переключаемся на вкладку SWEEP графического интерфейса, как показано на Рисунке 3.

Мы устанавливаем начальную частоту 1 ГГц, а конечную частоту 12 ГГц. Количество повторений развертки мы установили на 1, количество точек на 10, «Время выдержки» на 0,05 мс, отключите «Авто» и установите «Время выключения» на 0 мс.

Мы имеем возможность выбрать, чтобы ALC (автоматический контроль уровня) работал в режиме «включено» или «удержание».

Можем начать развертку с помощью кнопки «вкл / выкл» слева.

 

 

Рисунок 3. Настройки развертки GUI

 

Измерительные результаты

Рисунок 4 показывает измерения во временной области развертки. Сигнал запуска TRIG IN стартует примерно каждые 990 микросекунд от внешнего источника (красная кривая). По переднему фронту сигнал TRIG OUT - «стабильный сигнал» (зеленая кривая) повышается почти мгновенно, указывая на то, что первая частота RF (голубая кривая) стабильна. После десяти последовательных частот сигнал на выходе TRIG OUT - «стабильный сигнал» в последний раз падает до низкого уровня и остается на низком уровне, после нового фронта запуска инициируется новый цикл.

 

 

Рисунок 4. 10-точечная развертка с шагом 50 мкс

 

Скорость развертки может быть дополнительно увеличена. Заданное минимальное время шага (время между двумя частотами) составляет 30 мкс. Однако, как правило, возможна даже более быстрая развертка, если некоторые полосы частот не пересекаются во время развертки. Эти точки пересечения частот для модели RFSG серии 10 МГц, 3 ГГц и 5,1 ГГц.

Как показано на Рисунке 5, более быстрая развертка с временем выдержки 15 мкс и состоянием «выключено», время 5 мкс, может быть запрограммирована в пределах полосы. В этом примере развертка показана от 1 до 1,1 ГГц, 10 точек развертки за 200 мкс.

 

 

Рисунок 5. Более быстрая развертка с временем выдержки 15 мкс и состоянием «выключено», время 5 мкс, может быть запрограммирована в пределах полосы

 

Заключение

Опция FS для RFSG обеспечивает чрезвычайно быструю и точную цифровую развертку, которая может быть хорошо синхронизирована с внешним оборудованием с помощью триггера входа и выхода.

Некоторые сведения о генераторах серии RFSG

Генераторы сигналов серии RFSG предназначены для формирования стабильных по частоте и мощности сигналов в определенном диапазоне частот.

В генераторах возможна генерация, как непрерывная, так и с амплитудной, импульсной, частотной, фазовой и ЛЧМ модуляциями. В моделях RFSG2, RFSG4, RFSG6 представлена опциональная модуляция VOR/ILS (опция модуляции сигналов для авиации). Генераторы обеспечивают точную регулировку уровня выходной мощности в заданном диапазоне и эффективное подавление паразитных сигналов. При этом благодаря усовершенствованному методу генерирования частот и дробному делителю частоты достигаются низкий уровень фазового шума и дискретность 0,001 Гц. 

Для моделей RFSG12, RFSG20, RFSG26 доступна опция FS - быстрое переключение частоты.

Генератор AnaPico RFSG6

 

Генератор сигналов AnaPico RFSG26