miniatura|250x250px|Un generador de funcions DDS En enginyeria elèctrica, un generador funcions sol ser una peça d'equip de prova electrònica o programari que s'utilitza per generar diferents tipus de formes d'ona elèctriques en una àmplia gamma de freqüències. Algunes de les formes d'ona més comunes produïdes pel generador de funcions són les formes d'ona sinusoidal, ona quadrada, ona triangular i dent de serra. Aquestes formes d'ona poden ser repetitives o d'un sol cop (que requereix una font de disparador interna o externa).cnx.org - Using a Basic Function Generator, 2005-08-21 Una altra característica inclosa en molts generadors de funcions és la capacitat d'afegir un offset de CC. Els circuits integrats utilitzats per generar formes d'ona també es poden descriure com a circuits integrats de generadors de funcions. miniatura|250x250px|Formes d'ona sinusoïdals, quadrades, triangulars i de dent de serra Tot i que els generadors de funcions cobreixen tant les freqüències d'àudio com les de ràdio, normalment no són adequats per a aplicacions que necessiten senyals de baixa distorsió o freqüència estable. Quan es requereixen aquestes característiques, altres generadors de senyal serien més apropiats.

Alguns generadors de funcions poden estar enclavats en fase a una font de senyal externa (que pot ser una referència de freqüència) o a un altre generador de funcions.

Els generadors de funcions s'utilitzen en el desenvolupament, la prova i la reparació d'equips electrònics. Per exemple, es poden utilitzar com a font de senyal per provar amplificadors o per introduir un senyal d'error en un bucle de control. Els generadors de funcions s'utilitzen principalment per treballar amb circuits analògics, els generadors d'impulsos relacionats s'utilitzen principalment per treballar amb circuits digitals.

Instruments electrònics Principis de funcionament Els generadors de funcions simples solen generar una forma d'ona triangular la freqüència de la qual es pot controlar suaument, així com per passos. Aquesta ona triangular s'utilitza com a base per a totes les seves altres sortides. L'ona triangular es genera carregant i descarregant repetidament un condensador des d'una font de corrent constant. Això produeix una rampa de voltatge linealment ascendent i descendent. A mesura que el voltatge de sortida arriba als límits superiors o inferiors, la càrrega o descàrrega s'inverteix mitjançant un comparador, produint l'ona triangular lineal. En variar el corrent i la mida del condensador, es poden obtenir diferents freqüències. Les ones de dent de serra es poden produir carregant el condensador lentament amb baix corrent, però utilitzant un díode sobre la font de corrent per descarregar ràpidament: la polaritat del díode canvia la polaritat de la dent de serra resultant, és a dir, pujada lenta i caiguda ràpida, o pujada ràpida i caiguda lenta.

Una ona quadrada amb un cicle de treball del 50% s'obté fàcilment observant si el condensador s'està carregant o descarregant, cosa que es reflecteix en la sortida del comparador de commutació de corrent. Es poden obtenir altres cicles de treball (teòricament del 0% al 100%) utilitzant un comparador i el senyal de dent de serra o triangular. La majoria dels generadors de funcions també contenen un circuit de conformació de díodes no lineal que pot convertir l'ona triangular en una ona sinusoidal raonablement precisa arrodonint les cantonades de l'ona triangular en un procés similar al retall en sistemes d'àudio.

Un comptador d'anell ambulant, també anomenat comptador Johnson, i un circuit de conformació només de resistència (lineal) és una manera alternativa de produir una aproximació d'una ona sinusoidal. Aquest és potser l'oscil·lador controlat numèricament més senzill. Dos d'aquests comptadors d'anell ambulant són potser la manera més senzilla de generar la modulació per desplaçament de freqüència de fase contínua utilitzada en la senyalització multifreqüència de doble to i els primers tons de mòdem.

Un generador de funcions típic pot proporcionar freqüències de fins a 20 MHz. Els generadors de RF per a freqüències més altes no són generadors de funcions en sentit estricte, ja que normalment només produeixen senyals sinusoïdals purs o modulats.

Els generadors de funcions, com la majoria de generadors de senyals, també poden contenir un atenuador, diversos mitjans per modular la forma d'ona de sortida i, sovint, la capacitat de "desplaçar" automàticament i repetitivament la freqüència de la forma d'ona de sortida (mitjançant un oscil·lador controlat per voltatge) entre dos límits determinats per l'operador. Aquesta capacitat facilita molt l'avaluació de la resposta de freqüència d'un circuit electrònic determinat.

Alguns generadors de funcions també poden generar soroll blanc o rosa.

Els generadors de funcions més avançats s'anomenen generadors de formes d'ona arbitràries (AWG). Utilitzen tècniques de síntesi digital directa (DDS) per generar qualsevol forma d'ona que es pugui descriure mitjançant una taula d'amplituds i passos de temps.

Especificacions Les especificacions típiques per a un generador de funcions d'ús general són:

Produeix sortida sinusoidal, quadrada, triangular, de dents de serra (rampa) i d'impulsos. Els generadors de formes d'ona arbitràries poden produir ones de qualsevol forma. Pot generar una àmplia gamma de freqüències. Per exemple, el Tektronix FG 502 (ca. 1974) cobreix 0,1 Hz a 11 MHz. Estabilitat de freqüència del 0,1 per cent per hora per a generadors analògics, pp=1-7–1-8 o per a un generador digital. Distorsió màxima d'ona sinusoidal d'aproximadament l'1% (precisió de la xarxa de conformació de díodes) per a generadors analògics. Els generadors de formes d'ona arbitràries poden tenir una distorsió inferior a per sota de i inferior a per sobre de Alguns generadors de funcions poden estar bloquejats en fase a una font de senyal externa, que pot ser una referència de freqüència o un altre generador de funcions. Es pot admetre la modulació d'amplitud (AM), la modulació de freqüència (FM) o la modulació de fase (PM). Amplitud de sortida fins a pic a pic. L'amplitud es pot modificar, generalment mitjançant un atenuador calibrat amb passos de dècada i ajust continu dins de cada dècada. Alguns generadors proporcionen una tensió de compensació de CC, per exemple, ajustable entre -5V i +5V. Una impedància de sortida de .

Programari Un enfocament completament diferent per a la generació de funcions és utilitzar instruccions de programari per generar una forma d'ona, amb la possibilitat de generar-la. Per exemple, es pot utilitzar un ordinador digital d'ús general per generar la forma d'ona; si el rang de freqüència i l'amplitud són acceptables, es pot utilitzar la targeta de so instal·lada a la majoria d'ordinadors per generar l'ona generada.

Elements del circuit Generador de formes d'ona Un element de circuit electrònic utilitzat per generar formes d'ona dins d'altres aparells que es poden utilitzar en circuits de comunicacions i instrumentació, i també en un instrument generador de funcions. Exemples en són els circuits integrats Exar XR2206 i Intersil ICL8038, que pot generar formes d'ona sinusoïdals, quadrades, triangulars, en rampa i de pols a una freqüència controlable per voltatge.

Generador de funcions Un element de circuit electrònic que proporciona una sortida proporcional a alguna funció matemàtica (com ara l'arrel quadrada) de la seva entrada; aquests dispositius s'utilitzen en sistemes de control de retroalimentació i en ordinadors analògics. Exemples en són el tub de llei quadrada Raytheon QK329 i l'amplificador logarítmic/antilogarítmic Intersil ICL8048.U.S. Air Force accepts first delivery of Raytheon Miniature Air Launched Decoy

Referències

Categoria:Electrònica Categoria:Laboratori