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マルチジェネレータ同期化

1. はじめに

マルチチャンネル関数ジェネレータは、様々な状況で役立ちます。例えば、あるテストでは複数の位相同期信号を出力する必要があり、各信号の位相を独立して調整できることが求められます。3相電力線の高調波歪みテストでは、複数の電圧と電流をシミュレートするために4チャンネルのジェネレータが必要です。

 

1.1 問題

単独のマルチチャンネルジェネレータは非常に高価です。

 

1.2 解決策

Siglentは、SDG2000XおよびSDG6000Xジェネレータに「マルチデバイス同期化」機能を提供しています。これにより、複数のユニット間で同期を取り、調整可能な安定した位相関係で信号を出力できます。これにより、コストを削減することが可能です。

 

2. 同期の設定

2.1 配線

マルチデバイス同期化には、Aux In/Outおよび10 MHz In/Outのリアパネルインターフェースを使用する必要があります。まず、すべてのジェネレータのAux In/Out BNCコネクタを接続します。次に、マスター装置の10 MHz Outをスレーブ装置の10 MHz Inに接続します。SDG6000Xシリーズは10 MHz In/Outポートが個別にあるため、2台以上のユニットを同期化できます。配線の概念図は図1に示されています。

          
図1. 配線コンセプト

 

ただし、SDG2000Xシリーズの10 MHz In/Outポートは1つのコネクタを共有しているため、2台のユニットのみが同期化できるか、複数のユニット接続の最後のスレーブユニットである必要があります。

ここでは、SDG2000XおよびSDG6000Xシリーズモデルを例として使用します。SDG6000Xがマスター装置となります。

  1. まず、2つのユニットのAux In/OutをBNCケーブルで接続します（図2参照）。
        
図2. SDG2000XおよびSDG6000X Aux In/Outの接続

 

  1. 次に、SDG6000Xの10 MHz OutポートをSDG2000Xの10 MHz In/Outポートに接続します（図3参照）。
        
図3. マスター10 MHz Outをスレーブ10 MHz Inに接続

 

2.2 パラメータ設定

4つのチャンネルすべてで、周波数や振幅などの波形パラメータを設定します。詳細は取扱説明書を参照してください。

Utilityボタンを押してPage 2/3に移動し、「Phase Mode」を選択して、両方のユニットを「Phase Locked」に設定します。

この例では、4チャンネルすべてを1 kHz、4 Vppの方形波に設定しています。CH3とCH4の信号はスレーブジェネレータから出力され、位相がドリフトしていることが確認できます。表示/持続機能をオンにして、オシロスコープ上で追跡します（図4参照）。

        
図4. 同期化なしの4信号の位相ドリフト

 

2.2.1 マスター装置の設定

  1. Utilityボタンを押してPage 3/3に移動し、画面下のソフトキーを押して「Multi-Device Sync」を選択します。このメニューでマルチデバイス同期化画面に入ります（図5参照）。
             
図5. マルチデバイス同期化画面
  1. 画面下のソフトキーを押してこの機能をオン/オフにし、「Master」または「Slave」として選択します。同期化がオンになった場合、「Master」が薄い灰色で表示され、デバイスがマスターとして指定されていることを示します（図6参照）。マスターに設定されると、クロックソースは自動的に内部に設定され、10 MHz出力が有効になります。
        
図6. 同期化機能のオン

 

2.2.2 スレーブ装置の設定

  1. マルチデバイス同期化メニューに入り、「Slave」を選択します。スレーブに設定されると、クロックソースは自動的に外部に設定されます（図7参照）。
        
図7. 装置をスレーブとして選択
  1. 「State」をオンにします。すると、スレーブ装置の遅延ウィンドウが表示されます。遅延値を入力します（図8参照）。
        
図8. スレーブ遅延の設定

 

2.2.3 デバイスの同期化

マスター装置のマルチデバイス同期化インターフェースで、「Sync Devices」ソフトキーを押して、マスターとスレーブ装置間の同期化を開始します。設定変更があるたび、例えばスレーブ装置の遅延、再度「Sync Devices」を押して新しい設定を有効にします。

 

3. オシロスコープでの測定

3.1 スレーブ装置の遅延測定

  1. 両方のユニットで同期をオンにし、CH1とCH3間のスキューを測定します（図9参照）。
       
図9. マスターおよびスレーブ装置間のスキュー測定
  1. スキューの絶対平均値をスレーブ装置の遅延に入力します。これにより、オシロスコープで観測されたトレース間の遅延が解消されます（図10参照）。
        
図10. スレーブ遅延の解消

 

3.2 位相関係の調整

CH1の位相を0度、CH2、CH3、CH4の位相をそれぞれ180度、270度、360度に設定します。結果は図11に示されています。

        
図11. 位相関係の調整