Войти
Простой аналоговый генератор функций, около 1990 г. 
DDS генератор функций 
Синусоидальные, квадратные, треугольные и пилообразные формы сигналов Функциональный генератор, как правило, часть электронного измерительного оборудования или программного обеспечения, используемое для генерирования различных типов электрических сигналов в широком диапазоне частот. Некоторые из наиболее распространенных форм сигналов, создаваемых генератором функций, - это синусоидальная волна, прямоугольная волна, треугольная волна и пилообразная форма. Эти сигналы могут быть повторяющимися или однократными (для чего требуется внутренний или внешний источник запуска). Интегральные схемы, используемые для генерации сигналов, также могут быть описаны как ИС генератора функций.
В дополнение к синусоидальным колебаниям генераторы функций обычно могут создавать другие повторяющиеся сигналы, включая пилообразные и треугольные сигналы, прямоугольные волны и импульсы. Еще одна функция, включенная во многие генераторы функций, - это возможность добавлять смещение постоянного тока.
Хотя функциональные генераторы охватывают как звуковые, так и радиочастотные частоты, они обычно не подходят для приложений, требующих низкого уровня искажений или стабильных частотных сигналов. Когда требуются эти черты, более подходящими будут другие генераторы сигналов.
Некоторые функциональные генераторы могут быть синхронизированы по фазе с внешним источником сигнала (который может быть опорной частотой) или другим функциональным генератором.
Функциональные генераторы используются при разработке, тестировании и ремонте электронного оборудования. Например, их можно использовать в качестве источника сигнала для проверки усилителей или для ввода сигнала ошибки в контур управления. Генераторы функций в основном используются для работы с аналоговыми схемами, соответствующие генераторы импульсов в основном используются для работы с цифровыми схемами.
Генераторы простых функций обычно генерируют сигнал треугольной формы, частоту которого можно регулировать плавно, а также ступенчато. Эта треугольная волна используется в качестве основы для всех остальных выходных сигналов. Треугольная волна генерируется путем многократной зарядки и разрядки конденсатора от источника постоянного тока. Это создает линейно возрастающее и убывающее изменение напряжения. Когда выходное напряжение достигает верхнего или нижнего пределов, зарядка или разрядка меняются местами с помощью компаратора, создавая линейную треугольную волну. Изменяя ток и размер конденсатора, можно получить разные частоты. Пилообразные волны могут быть получены путем медленной зарядки конденсатора малым током, но с использованием диода над источником тока для быстрой разрядки - полярность диода изменяет полярность образующейся пилообразной формы, то есть медленное нарастание и быстрое падение или быстрое нарастание и медленное падение.
50% рабочий цикл квадратные волны легко получить, заметив ли конденсатор заряжается или разряжается, что находит отражение в выходной ток коммутации компаратора. Другие рабочие циклы (теоретически от 0% до 100%) могут быть получены с помощью компаратора и сигнала пилообразной формы или треугольника. Большинство функциональных генераторов также содержат схему формирования нелинейных диодов, которая может преобразовывать треугольную волну в достаточно точную синусоидальную волну, округляя углы треугольной волны в процессе, аналогичном обрезке в аудиосистемах.
Ходьба кольцевой счетчик, называемый также счетчик Джонсона и (линейный) резистор только схема формирования является альтернативным способом для получения аппроксимации синусоидальной волны. Это, пожалуй, самый простой генератор с числовым программным управлением. Два таких счетчика с подвижным кольцом - возможно, самый простой способ генерировать непрерывную фазовую частотную манипуляцию, используемую в двухтональной многочастотной передаче сигналов и тональных сигналах ранних модемов.
Типичный функциональный генератор может обеспечивать частоты до 20 МГц. ВЧ-генераторы для более высоких частот не являются функциональными генераторами в строгом смысле слова, поскольку они обычно производят только чистые или модулированные синусоидальные сигналы.
Функциональные генераторы, как и большинство генераторов сигналов, могут также содержать аттенюатор, различные средства модуляции формы выходного сигнала и часто возможность автоматически и периодически «качать» частоту выходного сигнала (с помощью генератора, управляемого напряжением ) между два предела, определяемых оператором. Эта возможность позволяет очень легко оценить частотную характеристику данной электронной схемы.
Некоторые генераторы функций также могут генерировать белый или розовый шум.
Генераторы более сложных функций называются генераторами сигналов произвольной формы (AWG). Они используют методы прямого цифрового синтеза (DDS) для генерации сигналов любой формы, которые можно описать таблицей амплитуд и временных шагов.
Типичные характеристики генератора функций общего назначения:
Совершенно другой подход к генерации функций заключается в использовании программных инструкций для генерации сигнала с обеспечением вывода. Например, для генерации сигнала можно использовать универсальный цифровой компьютер ; если частотный диапазон и амплитуда приемлемы, звуковая карта, установленная на большинстве компьютеров, может использоваться для вывода генерируемой волны.
Элемент электронной схемы, используемый для генерации сигналов в другом устройстве, который может использоваться в схемах связи и измерительных приборов, а также в приборе генератора функций. Примерами являются Экзар XR2206 и Intersil ICL8038 интегральные схемы, которые могут генерировать синус, квадрат, треугольник, рампы, и импульсные сигналы, при частоте напряжения-управляемой.
Элемент электронной схемы, который обеспечивает выходной сигнал, пропорциональный некоторой математической функции (например, квадратному корню) его входа; такие устройства используются в системах управления с обратной связью и в аналоговых компьютерах. Примерами являются лампа прямоугольного сечения Raytheon QK329 и усилитель логарифмического / антилогарифмического действия Intersil ICL8048.
Генераторы механических функций - это рычаги, кулачковые механизмы или некруглые шестерни, предназначенные для воспроизведения различных типов функций, периодических (например, синусоидальных или косинусных) или однократных (логарифм, параболические, тангенциальные функции и т. Д.).
Измерительные приборы, такие как манометры, высотомеры и барометры, включают в себя генераторы функций рычажного типа в качестве средства линеаризации. До появления цифровых компьютеров механические генераторы функций использовались при создании систем управления огнем орудий и механических вычислителей.
Четырехбалочный генератор функции Log (u) для 1 lt;u lt;10.
Генератор качающейся функции Log (u) для 1 lt;u lt;10.
Генератор бегунок-качалок функции Tan (u) для 0 lt;u lt;45 °.
