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技術コラム

2018/05/15

計測・測定の基礎 | 実信号を模擬できる信号発生器

実験や試作において、実際の信号が得られない場合には、同等の信号を発生できる信号発生器を用います。以前はRC発振を使ったアナログ式が使われていましたが、最近ではD/A変換器を用いた信号発生器が主流です。

図1. 最近の信号発生器の内部ブロック図

図1. 最近の信号発生器の内部ブロック図

原理はオシロスコープ等の波形測定器と反対です。サイン波やパルス波などの基本波形が、データとして波形メモリに記憶されています。D/A変換器は設定された周波数でアナログ値に変換され、後段の増幅器で設定された振幅のアナログ波形として出力されます。波形データは任意に作成できますので、シミュレータで作成した波形、オシロスコープで取り込んだ波形、波形作成ソフトで作った波形など、D/A変換器で対応できるサンプリング速度であれば自由に発生できます。

概ねサイン波で10MHz、パルス波で10MHz程度までが対応可能です。信号発生器の製品例を写真1に示します。

写真1. エヌエフ回路設計ブロック WF1974

写真1. エヌエフ回路設計ブロック WF1974

ロジック信号に特化した測定の場合にはパルス・ジェネレータが使われます(写真2)。

パルス波形を客観的に定義するために図2のようなパルス・パラメータが決められています。パルス・ジェネレータはこれらのパルス・パラメータを入力することで希望のパルスを発生できます。

図2. パルス・パラメータ

図2. パルス・パラメータ

写真2. キーサイト・テクノロジー 81134A

写真2. キーサイト・テクノロジー 81134A

最近ではシリアル通信回線の評価用にクロックと疑似ランダム・データを出力できる機種が多くなっています(製品例 写真3)。

図3. 擬似ランダムパターン

図3. 擬似ランダムパターン

高速シリアル・バスではジッタ耐性、バスの周波数帯域に対応するためのディエンファシス、EMC対策用に周波数拡散クロック(SSC:Spread Spectrum Clocking)が用いられます。このような用途に対応した製品も使用されます。

写真3. キーサイト・テクノロジー N4903B

写真3. キーサイト・テクノロジー N4903B

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