Измерительный комплекс в кармане. Генератор сигналов для Android.
В этой статье я расскажу об приложении для смартфонов и планшетов на платформе Android — WaveForm Generator . Приложение — генератор сигналов различной формы а так же шумов.
Приложение будет полезно радиолюбителям, тем кто занимается настройкой или ремонтом аудиоаппаратуры. Особенно если вы это делаете на дому у клиента. Не нужно возить с собой тяжелый и громоздкий генератор. Как говорится все свое ношу с собой.
Приложение можно установить из Play Market. Существует бесплатная версия WaveForm Generator Demo и платная версия WaveForm Generator Pro. Лицензия на платную версию стоит около 1 евро, что в общем то недорого.
Бесплатная версия отличается только тем, что у нее отключены некоторые функции, в частности генерация шумов. В этой статье я хочу показать что умеет демо-версия программы. Частотный диапазон программы — 1 — 2050 Гц.
Итак, основной экран программы выглядит так:
В верхней части располагается экран на котором показывается частота сигнала или его уровень а так же форма сигнала. Справа находится движок для регулирования уровня сигнала или его частоты.
Автор использовал очень оригинальный способ регулировки. Диапазон регулировки движка 0-9 и я долго не мог понять как же менять частоту с герц на килогерцы?
Оказалось все просто. Если нужно изменить килогерцы, нужно коснуться четвертого разряда индикатора и крутить движок, если единицы герц, то первого и т.д. В принципе это удобно, если заранее это знать. Частоту можно вводить и вручную, нажав на кнопку Enter Number.
Переключение режима работы регулятора производится кнопками Freq — регулировка частоты и Ampl — регулировка уровня сигнала. Возможность генерации AM/FM сигналов, шумов, задания скважности (кнопка %Duty) в бесплатной версии отсутствует. Отключена так же генерация шумов: белый, розовый (фликкер) и красный (броуновский);
Генератор выдает сигналы следующих форм:
Кнопки переключения расположены в верхнем ряду. Слева находится кнопка запуска и остановки генератора.
Еще одно достоинство программы — возможность сохранять сгенерированный сигнал в файл. Правда не совсем понятно куда он сохраняется и как его достать из телефона.
А вот небольшое видео как работает этот генератор с осциллографом DSO 138.
В целом, приложение достаточно функциональное. Будет полезно радиолюбителям, тем кто ремонтирует радиоаппаратуру на дому у клиента. Не нужно тащить с собой тяжелый стационарный генератор.
Но на мой взгляд к этому приложению необходимо устройство для защиты выхода телефона, иначе есть риск сжечь дорогой смартфон. Устройство можно вмонтировать в кабель.
Конечно, приложение удобное, но частотный диапазон маловат для полноценного использования. Поэтому лучше поискать профессиональный прибор здесь:
Итак, если статья была для вас полезна, поставьте лайк, пишите свое мнение в комментариях, подписывайтесь на канал.
Источник
Function Generator
Function Generator – бесплатный двухканальный генератор на android с внешним видом, напоминающим настоящий функциональный генератор сигналов. Однако максимальная частота генератора, как и у своих аналогов не может превышать верхний предел звукового диапазона (22000Гц). Минимальная частота генератора может быть установлена менее 1Гц. С помощью этого android приложения можно производить проверки и настройки не только усилителей звуковой частоты, но и схем, построенных на логических элементах (при использовании усилителя тока).
Каналы генератора настраиваются раздельно. Для этого необходимо нажать на кнопку соответствующего канала CH1 или CH2.
На панели «WAVEFORM» устанавливается форма сигнала (синусоида, треугольник, меандр), его амплитуда, частота, смещение фазы. Изменение необходимого параметра выполняется с помощью ползунка или ручного ввода с помощью виртуальной клавиатуры при нажатии кнопки «Enter Value».
На панели «MODULATION» можно выбрать тип модуляции (АМ, ЧМ) и ее параметры (амплитуду или частоту).
Генератор может выдавать белый и розовый шум, с установкой необходимого усиления. Это делается на панели «NOISE».
Панель «OUTPUT» отвечает за настройку вывода сигнала (левый канал, правый канал), обеспечивая управление общей громкостью, а также возможно раздельное управление с помощью ползунков.
Приложение бесплатное, при тестировании реклама не была обнаружена, что очень радует. Скачиваний уже более миллиона.
Источник
Android для радиоинженера (и не только)
С того самого момента, когда я приобрел свой первый смартфон, работающий под ОС Android, я искал приложения под эту ОС, которые бы помогли мне делать несложные рабочие расчеты «на ладошке». Об одном из таких приложений и пойдет речь.
Вычислительная мощь современных смартфонов просто поражает. И мне очень хотелось применить эти вычислительные ресурсы для выполнения рабочих расчетов. Пусть несложных, но обязательно полезных и нужных.
Долгое время я бороздил просторы Google Play и других ресурсов в поисках инструмента, который бы удовлетворил мои запросы. И в какой-то момент времени поиски завершились успехом — я нашел RF & Microwave Toolbox. Нужно отметить, что создателем этого замечательного приложения является разработчик СВЧ устройств («rf and microwave circuit design») поэтому в приложении реализованы действительно полезные и востребованные функции. Сам разработчик говорит о своем приложении следующее:
«This is the best and most advanced High frequency electronics toolbox for Microwave designers, RF professionals, EMC technicians, radio-amateur, students, astronomer and electronic hobbyists.»
Т.е. аудитория достаточно широкая и это не только радиоинженеры, но и радиолюбители, технические специалисты в области ЭМС, студенты, астрономы и те люди, для которых радиоэлектроника — это хобби.
Интерфейс приложения выглядит достаточно лаконично, представляя собой плитку, каждый «кирпичик» которой ведет к отдельному «калькулятору» (вычислению или инструменту — «tool»). На экране моего смартфона умещается три странички с набором «калькуляторов»:
страница 1
страница 2
страница 3
На каждой страничке около 30 различных инструментов, на трех — почти 90! Поэтому я не буду рассказывать о каждом инструменте отдельно, а расскажу только о тех, которыми сам часто пользуюсь. Остальные вы сможете изучить сами.
Давайте посмотрим, что же тут есть…
1. Mismatch Error Limits — разброс, связанный с ошибкой рассогласования.
Вводится КСВН источника и нагрузки в указанном сечении и рассчитываются максимальный и минимальный КСВН в линии, а также ряд сопутствующих характеристик (возвратные потери, амплитудная и фазовая ошибки).
2. Reflectometer — рефлектометр (на иконке VSWR).
Поле ввода можно выбрать в левой колонке. В примере на картинке выбрано поле VSWR (=2) и проведен расчет:
- Return Loss — возвратных потерь (модуль S11 в dB);
- Mismatch loss — потерь на рассогласование (видно, что только из-за рассогласования потери составляют 0,5 dB);
- Reflected Power — отраженная мощность (видно, что при КСВН=2 в «обратку» отражается более 10% полезной мощности).
Ниже приведены значения коэффициента отражения (Г — модуль и фаза, действительная и мнимая часть), нагрузки и проводимости.
3. Power and Voltage Converter — пересчет из единиц мощности в единицы напряжения и тока, а также обратно.
На представленном изображении выполнен пересчет из логарифмических единиц мощности (dBm). Нужно помнить, что по умолчанию расчет делается для сопротивления 50 Ом.
4. Wavelength — расчет длины волны.
Выполняется для заданных частоты и параметров среды (определяется значением относительной диэлектрической константы εr). На выходе — длина волны и ее доли (1/2, 1/4, 1/8, 1/10), скорость распространения ЭМВ в среде (v) и длительность периода колебаний (τ).
Забыл сказать, что у каждого расчета есть своя справка (знак вопроса в правом верхнем углу экрана), где можно посмотреть по каким формулам выполнен расчет, как правильно пользоваться «калькулятором».
При необходимости, можно сохранить сделанный расчет как шаблон, чтобы потом можно было быстро к нему вернуться.
Не иначе, этот расчет появился для тех, кто занимается разработкой планарных антенных решеток для абонентских терминалов сетей 5G 🙂 Хотя… прямоугольная патч-антенна находит применение во многих антенных решениях — от систем связи и передачи данных различных диапазонов частот до автомобильных радаров (24 и 77 ГГц). Как в одиночном виде, так и в виде массивов (решеток).
Помимо расчета патч-антенны есть еще справочник по наиболее популярным материалам для печатных плат ( в т.ч. Rogers).
Это очень удобно, т.к. не надо запоминать эти данные или искать их где-то. Просто ткнул в список и выбрал наиболее подходящий материал.
Конечно, диаграмму направленности (ДН) этот tool не считает. Но если вам интересно, какая ДН у такой антенны, можете посмотреть, например, вот тут.
6. IP3 — расчет «точки пересечения 3-го порядка» (или определение уровня интермодуляционных искажений 3-го порядка).
Честно скажу, что тут я все время путаюсь, т.к. практическое значение величины IP3 от меня все время ускользает. Мне проще оперировать именно уровнем интермодуляционных искажений 3-го порядка (IMD 3). Но в зарубежной технической литературе, как правило, приводят именно IP3. И поэтому такой инструмент для меня — просто находка, т.к. на «ладошке», не отходя так сказать от кассы, можно сразу прикинуть уровень IMD 3-го порядка на выходе активной (нелинейной) схемы. Для ВЧ-тракта это важный показатель, который обговаривается в техническом задании (ТЗ).
7. Radar Cross Section (RCS) — эффективная поверхность (или площадь) рассеяния (ЭПР).
На картинке выше показан пример расчета ЭПР для тэтраэдрального отражательного уголка с длиной стороны L. Подобные уголки используются для тестирования прототипов радарных установок, когда необходима тестовая «цель» с заданной величиной ЭПР. И насколько я понимаю, автор и создатель RF and Microwave ToolBox тоже столкнулся с этой задачей 🙂
Помимо тэтраэдра есть и другие конфигурации уголков, а еще есть сфера, цилиндр и плоский отражатель (flat plate).
8. Microstrip Line — расчет волнового сопротивления (импеданса) микрополосковой линии (несимметричной полосковой линии).
Это задача, с которой сталкиваются все, кто занимается разработкой устройств, выполняющихся по технологии печатных плат. Не только в диапазоне ВЧ или СВЧ, но и на более низких частотах. Есть два режима расчета — синтез и анализ. Т.е. можно задать необходимый импеданс и данные подложки, чтобы получить геометрию требуемой линии. А можно проанализировать имеющуюся геометрию линии и получить значение импеданса для этой линии.
Тут тоже есть встроенный справочник наиболее популярных материалов для печатных плат (ПП)
А еще есть справочник основных проводников: медь, золото и серебро, т.е. тех материалов, которые широко применяются при изготовлении ПП.
9. Skin Depth — Скин-эффект (точнее, глубина скин-эффекта).
Идея проста — чем выше частота, тем ближе к поверхности проводника токи. А чтобы понять, на какую глубину проникают ВЧ токи, и создан этот калькулятор.
10. Couplers and Transformers — это целый раздел, посвященный ответвителям, делителям и трансформаторам (преобразователям), в т.ч. и балунам (balun).
По этому разделу можно написать целый цикл книг и статей с пояснениями и расчетами 🙂 Поэтому приведу только пару примеров.
Такая схема делителя широко применяется во многих приложениях и является очень популярной.
Это уже не просто делитель, а направленный ответвитель на связанных микрополосковых линиях (длина связанных линий около 1/4 длины волны). Т.е. ответвляет некоторую часть сигнала, проходящего по линии передачи в определенном направлении. Может применяться, например, для детектирования наличия сигнала и определения его уровня. Устройство, вроде бы, простое, но существует такое количество модификаций и применений, что можно целую книгу написать.
На этом я закончу рассказ о разделе Couplers and Transformers. Если будет интересно, проведите свое собственно расследование.
11. TRL CalKit (Calibration Kit) — расчет калибровочных мер для стандарта TRL.
Расчет может проводится для микрополосковых линий (microstrip line), полосковых линий (stripline), копланарного волновода (CPW) и копланарного волновода с «земляным полигоном» (GCPW).
Вещь это достаточно специфическая, но необходимая для всех, кто занимается разработкой планарных СВЧ устройств (или устройств, монтируемых, на печатную плату в СВЧ тракт) с последующей их характеризацией с помощью векторного анализатора цепей (ВАЦ).
Если интересно, то вот немного информации по TRL калибровке.
12. Power (dBm) add calculator — калькулятор, который позволяет рассчитывать результирующую мощность нескольких сигналов (до четырех) с учетом фаз.
Удобство в том, что можно складывать уровни, выраженные в dBm. Т.е. не нужно заниматься переводом из логарифмических единиц в линейные и обратно. Опять же, удобно, когда можно учесть влияние фазы на результирующее значение уровня сигнала.
13. PI and TI Attenuators — расчет «П» и «Т»-секций аттенюаторов.
«П» и «Т»-секции аттенюаторов используются как для проектирования фиксированных аттенюаторов, так и перестраиваемых. Могут использоваться по отдельности или в составе достаточно сложных схем (например, в цифровых перестраиваемых аттенюаторах или системах АРУ).
И это только небольшая часть тех инструментов, которые присутствуют в RF and Microwave Toolbox.
Отмечу, что этим приложением я пользуюсь уже несколько лет. И все эти годы приложение развивается, в нем появляются новые функции и возможности.
Помимо полной версии RF & Microwave Toolbox, которая является платной, существует еще версия RF & Microwave Toolbox Lite — ознакомительная версия с небольшим набором функций. Возможно, кому-то хватит «легкого» функционала. Если же нужен только какой-то один инструмент, а не весь toolbox, то можно выбрать из большого набора утилит, большинство из которых является бесплатными.
P.S. Уважаемые хабравчане, спасибо вам за внимание!
Буду благодарен вам за комментарии к посту и ссылки на аналогичные инструменты, которыми вы пользуетесь. Если обозначенная тема вам интересна, поставьте галочку в опросе или оставьте комментарий к публикации. Обратная связь позволит мне понять стоит ли писать о других инструментах.
Источник
