מדריך לשימוש במחולל אותות

מדריך לשימוש במחולל אותות זה נכתב עבור מהנדסי אלקטרוניקה בתחילת הדרך במעבדות אלקטרוניקה, זה מדריך כללי שמצריך קצת ידע בסיסי באלקטרוניקה.

המטרה היא להפוך הפעלה, דיבוג (חיפוש תקלות) ואימות לתהליכים מדויקים ומהירים יותר – בלי לשרוף זמן (או רכיבים חח). לאורך הטקסט נשתמש בעקרונות ובתהליכי עבודה שנבדקו בפועל, כדי שתוכלו ליישם אותם בשטח.

למה בכלל להשתמש במכשיר מחולל אותות?

מחולל אותות הוא מכשיר ייחודי שמשתמשים בו לצורך בדיקות ופיתוח, הוא בעצם מקור אותות נשלט שמספק גל סינוס/ריבוע/משולש/שן-מסור ודופק, בתדרים ובמתחים מדויקים.

עם מדריך לשימוש במחולל אותות ברור, אפשר לקצר דיבוגים, לאמת פילטרים, לסמלץ חיישנים ולהזריק תקלות נשלטות. וזה בדיוק מה שניסינו להכין לכם פה.

היתרון: שליטה מלאה בפרמטרים שמכתיבים מה באמת קורה ב-DUT (Device Under Test).

עקרונות יסוד שחייבים לדעת

1. תדר (Frequency) – קבעו לפי תחום העניין, בדיקות סביב תדרי חיתוך/תהודה דורשות מרווח ביטחון כדי לראות התנהגות אמיתית.
2. אמפליטודה (Amplitude, Vpp/Vrms) – אמפליטודה תלויה בעומס: היציאה מיועדת ל-50Ω ב-Hi-Z המתח האפקטיבי משתנה. אל תחרוג ממגבלות הדגם.
3. אופסט DC (DC Offset) – ממקם את הגל סביב רמת ייחוס שונה מאפס. סכום Vpp/2 + |Offset| חייב להישאר בתחום המותר.
4. צורת גל (Waveform) – סינוס לליניאריות – ריבוע/דופק לקצוות וזמני עלייה, משולש/שן-מסור לסוויפים, AWG לתבניות “אמיתיות”.
5. תזמון פולסים (Pulse Width, Rise/Fall) – משפיע ישירות על כניסות דיגיטל/מעורב, ודא שהדגם מספק את זמני הקצה שאתה צריך.
6. טריגר/סנכרון (Trigger/Sync/10 MHz Ref) – ל-Burst, סוויפים וסנכרון עם אוסצילוסקופ/מקורות אחרים, מייצב מדידות ומקל על שחזור.
7. AWG: עומק זיכרון וקצב דגימה – קובעים נאמנות תבנית (Aliasing/כימות). לתבניות מהירות, זה קריטי.
8. עומס וממשק פיזי – יציאה ל-50Ω, הימנע מעומסים חריגים/קצרים. צריך זרם גבוה? זה לא תפקידו של מחולל אותות.

מדריך הפעלה בסיסית לשימוש במחולל אותות

1. בחר ערוץ: CH1/CH2.
2. בחר Waveform: Sin/Square/Pulse/Arb.
3. קבע Frequency (למשל 1 kHz).
4. קבע Amplitude & Offset לפי העומס.
5. הגדר Load/Output Impedance ל-50Ω או Hi-Z בהתאם לחיבור בפועל.
6. Output ON – אמת באוסילוסקופ וכייל לפי הצורך.
7. הפעל מתקדם: Burst/Sweep/Modulations/Trigger לפי המטרה.

טיפ: תמיד תוודאו את האות בסקופ – במיוחד אמפליטודה תחת עומס ותופעות Overshoot/Ringing.

שימושי יום-יום

• פילטרים – Sweep ליניארי/לוגריתמי, מדידת Gain/Phase מול תדר.
• Clock/דיגיטל – ריבוע נקי, Rise/Fall קצרים, היזהר מ-Overshoot שמפיל כניסות לוגיות.
• סימולציית חיישן – יצירת תבנית AWG “מהשטח” (כולל רעש/ארטיפקטים) ובדיקת תגובה.
• בדיקות רגישות – הוספת רעש/מודולציה לבחינת עמידות המערכת.
• Burst – בברסט N מחזורים מדודים לבחינת תגובת מעבר.

Best-Practices שמחליפים שעות של חיפוש תקלות

• בחר Load נכון (50Ω/Hi-Z) – זה משנה את ה-Vpp בפועל.
• בדוק גבולות: Vpp + Offset בתחום הבטוח.
• כבלי Coax תקינים – הימנע מ-T-splitters אם אינך נדרש/מבין את ההשלכות.
• ניטור תמידי באוסילוסקופ – אמת לפני שאתה מסיק.
• שמור Presets/Setups וקבצי AWG – חוסך זמן ומשחזר בדיקות.

שאלות נפוצות

• למה המתח באוסצילוסקופ לא תואם להגדרה? חלוקת המתח תלויה ביחס 50Ω מול Hi-Z.
• מתי צריך AWG? כשגל סטנדרטי לא מייצג את המציאות (חיישנים/רעש/פרוטוקולים).
• אפשר טריגר חיצוני? כן. TRIG IN/OUT לסנכרון עם ציוד נוסף.

תפעול מתקדם בדגמי SDG

• Modulations  -תדרי AM/FM/PM/FSK/ASK/PSK לסימולציית ערוצים/קידוד.
• Burst – שליטה במספר מחזורים, מקור טריגר ופייז לקבלת תגובת מעבר נקייה.
• Sweep – ליניארי/לוגריתמי עם שליטה בזמן/כיוון ותדר יעד.
• EasyWave/EasyWaveX – עריכת תבניות במחשב והורדה דרך USB/LAN.
• SCPI דרך USB/LAN – אוטומציה, שחזור בדיקות ורגרסיה אמינה.

טעויות נפוצות

• להניח ש-Vpp “קבוע” בלי להתייחס לעומס.
• אופסט שמוציא רכיבים ל-Saturation.
• חיבור ישיר לכניסה רגישה בלי הגנת DC/נגד טורי.
• עבודה בלי הארקה/ESD במיוחד במערכות רגישות.

העמקה והרחבה למהנדסים בכירים יותר, שכבר קראו מדריך או שניים בעבר

אחרי שאתה כבר “רץ” עם מחולל אותות, מגיע שלב ההעמקה: טיפים למתקדמים, והבנת המגבלות הפיזיקליות וה-feature set המדויק של הדגם.

אני מתחיל בבדיקת Rise/Fall האפקטיביים של הפולסים, Trigger Jitter, THD בסינוס בתדרים שונים ו-Flatness של ההגבר לאורך הספקטרום.

אני מקפיד על 10 MHz Reference משותף למקורות כדי לצמצם סחיפה (drift), ובונה Workflow:
קובצי AWG, סקריפטי SCPI קצרים וסט תבניות שמייצגות תרחישי שדה (למשל פולס עם Overshoot “מבוקר” כדי לבדוק שרשרת קלמפינג).

בכל בדיקה משמעותית אני בוחן את ההבדל בין 50Ω ל-Hi-Z – זה משנה את ה-Vpp ולעיתים גם את רוחב הפס.

באוסצילוסקופ אני מתאים Attenuation של הפרוב (×10), מפעיל Bandwidth Limit כשצריך, ומכייל Trigger נכון (Edge/Noise Rejection) כדי לראות עיוותים אמיתיים ולא ארטיפקטים.

בעריכת תבניות אני משתמש ב-EasyWave/EasyWaveX, מוודא Sample Rate ו-Memory Depth תואמים לתדרי העניין כדי להימנע מ-Aliasing/כימות, ובכניסות רגישות מוסיף נגדים טוריים/קבלי צימוד לפי הצורך.

ב-Burst אני קובע Gate/Trigger ממקור נכון ומספר מחזורים שמייצר steady-state בלי לטשטש תגובת מעבר.

לבסוף אני מגדיר לעצמי Boundaries: מה ה Max Vpp עם אופסט נתון, מה ה Max Current, ומה קורה לצורת פולס בתדרי-על.

מקווה שזה הצליח לעזור גם לכם, גם אם ממש קצת – אני עשיתי את שלי.

השקענו פה, יש לכם פה מדריך לשימוש במחולל אותות שהופך מכשיר שיושב במעבדה לכלי עבודה יומיומי שמייצר עקביות בין בדיקות, מכשירים וגרסאות.

מדריכי משתמש: מאיפה מורידים ואיך לקרוא נכון

את ה-User Manuals של SIGLENT מורידים משני מקורות עיקריים:

(1) דף המוצר של הדגם (ב-Resources/Downloads תמצא User Manual, Quick Start, Datasheet, תוכנת EasyWave/EasyWaveX ועדכוני FW).

(2) עמוד Document Downloads באתר SIGLENT שבו אפשר לאתר מסמכים לפי סדרה/דגם.

אישית כשאני קורא Manualים אני מתקדם כך:

1. Safety & Specs – מה התדרים, מה המגבלות Vpp/Offset/זרם, טמפרטורה, עומסים מותרים.
2. Front Panel & I/O – מה זמין לי מול העיניים TRIG, SYNC, 10 MHz Ref, USB
3. עוד נתונים שספציפיים לאפליקציה שלי כרגע.