مولد الأنماط الرقمية

مولد الأنماط الرقمية هو جهاز اختبار إلكتروني أو برنامج يُستخدم لتوليد إشارات إلكترونية رقمية. الإشارات الإلكترونية الرقمية هي نوع محدد من الموجات الكهربائية التي تتراوح بين جهدين تقليديين يُقابلان حالتين منطقيتين ("الحالة المنخفضة" و"الحالة العالية"، "0" و"1"). الغرض الرئيسي من مولد الأنماط الرقمية هو تحفيز مدخلات جهاز إلكتروني رقمي. لهذا السبب، غالبًا ما تكون مستويات الجهد التي يُولدها مولد الأنماط الرقمية متوافقة مع معايير الإدخال/الإخراج الإلكترونية الرقمية، مثل TTL وLVTTL و LVCMOS و LVDS .

تُعرف مولدات الأنماط الرقمية أحيانًا باسم "مولد النبضات" أو "مولد أنماط النبضات"، والتي قد تعمل أيضًا كمولدات أنماط رقمية. لذا، قد لا يكون التمييز بين هذين النوعين من الأجهزة واضحًا. يُعد مولد الأنماط الرقمية مصدرًا للتحفيز الرقمي المتزامن؛ وتُعد الإشارة المُولدة مهمة لاختبار الإلكترونيات الرقمية على المستوى المنطقي - ولهذا يُطلق عليه أيضًا اسم "مصدر منطقي". أما مولد النبضات، فيُستخدم لتوليد نبضات كهربائية بأشكال مختلفة؛ ويُستخدم غالبًا للاختبارات على المستوى الكهربائي أو التناظري. ومن الأسماء الشائعة الأخرى لهذا النوع من الأجهزة "مصدر منطقي رقمي" أو "مصدر منطقي".

يمكن لمولدات الأنماط الرقمية إنتاج إشارات متكررة أو إشارات أحادية اللقطة، وفي هذه الحالة يلزم وجود نوع من مصدر التشغيل (داخلي أو خارجي).

تتوفر مولدات الأنماط الرقمية اليوم كوحدات مستقلة ، أو وحدات أجهزة إضافية لمعدات أخرى مثل [محلل المنطق] أو كمعدات تعتمد على الكمبيوتر الشخصي .

الوحدات المستقلة هي أجهزة مكتفية ذاتيًا تتضمن كل شيء بدءًا من واجهة المستخدم لتحديد الأنماط التي يجب إنشاؤها وحتى المعدات الإلكترونية التي تولد إشارة الإخراج فعليًا.

يقترح بعض مصنعي معدات الاختبار مولدات الأنماط كوحدات إضافية لأجهزة تحليل المنطق (انظر على سبيل المثال وحدة PG3A لسلسلة TLA7000 من أجهزة تحليل المنطق من Tektronix أو وحدات Hewlett-Packard 16520A/16522A لسلسلة 16500 من أجهزة تحليل المنطق). في هذه الحالة، يُعد مولد الأنماط بمثابة "المقابل التوليدي" لوظيفة التحليل التي توفرها أجهزة تحليل المنطق.

تتصل مولدات الأنماط الرقمية القائمة على الحاسوب الشخصي بالحاسوب عبر منافذ طرفية مثل PCI وUSB و/أو Ethernet (انظر، على سبيل المثال، "Wave Generator Xpress" من Byte Paradigm، المتصل عبر USB). وتستخدم هذه المولدات الحاسوب الشخصي كواجهة مستخدم لتحديد وتخزين الأنماط الرقمية المراد إرسالها.

تتميز مولدات الأنماط الرقمية بشكل أساسي بعدد من القنوات الرقمية، ومعدل أقصى، ومعايير الجهد المدعومة.

• يُحدد عدد القنوات الرقمية الحد الأقصى لعرض أي نمط مُولّد، وعادةً ما يكون مولد الأنماط 8 بت أو 16 بت أو 32 بت. يستطيع مولد الأنماط ذو 16 بت توليد عينات رقمية عشوائية على أي عدد من البتات يتراوح بين 1 و16 بت.
• يُحدد المعدل الأقصى الحد الأدنى للفاصل الزمني بين نمطين متتاليين. على سبيل المثال،  يستطيع مولد أنماط رقمي بتردد 50 ميجاهرتز (50 ميجا عينة/ثانية) إخراج نمط جديد كل 20 نانوثانية.
• تحدد معايير الجهد المدعومة في نهاية المطاف مجموعة الأجهزة الإلكترونية التي يمكن استخدام مولد الأنماط الرقمية معها. وبشكلٍ أدق، ستكون قيم الجهد وخصائص انتقال الإشارة عند مخرج مولد الأنماط الرقمية متوافقة مع هذه المعايير. ومن أمثلة معايير الجهد المدعومة: TTL وLVTTL و LVCMOS و LVDS .

تضيف معظم مولدات الأنماط الرقمية ميزات مثل القدرة على توليد تسلسل متكرر أو إشارة ساعة رقمية بتردد محدد، والقدرة على استخدام مدخل ساعة خارجي وخيارات التشغيل، لبدء توليد النمط عند استقبال حدث من مدخل خارجي.

• اختبار وتصحيح أخطاء الإلكترونيات الرقمية والأنظمة المدمجة
• تحفيز أجهزة معالجة الإشارات الرقمية
• تحفيز محول رقمي إلى تناظري

مولدات أنماط الفيديو الرقمية هي مولدات أنماط رقمية مخصصة لتوليد نمط اختبار محدد في تنسيق فيديو رقمي معين، مثل DVI أو HDMI .

في التقنيات بالغة الأهمية للسلامة، مثل صناعة السيارات، تُستخدم أنظمة إلكترونية متخصصة لضمان الأداء السليم. ويمكن استخدام هذه الأنظمة لمراقبة المكابح والمحركات والوسائد الهوائية. ويتم إجراء اختبارات داخلية لهذه الأنظمة الإلكترونية بواسطة مولدات أنماط، مثل مسجل الإزاحة ذي التغذية الخطية (LFSR)، الذي يغذي الدائرة قيد الاختبار، للتحقق من صحة المخرجات. ^{[ 1 ]}

• بيركلي نيوكلونيكس
• كروما
• Keysight (المعروفة سابقًا باسم Agilent و HP)
• شركة ناشونال إنسترومنتس
• تيكترونيكس
• التقنيات النشطة

• مولد موجات عشوائي
• مولد النبضات
• مولد الإشارات