فانکشن ژنراتور چیست؟

یکی دیگر از تجهیزات آزمایشگاهی فانکشن ژنراتور است.این دستگاه ابزاری است که انواع مختلف شکل موج را با فرکانس و دامنه های مختلف تولید می کند، فرکانس این شکل موج هامی تواند در محدوده وسیعی باشد و شکل موج مورد نیاز بیشتر موج سینوسی ، موج دندانه ای ، موج مثلثی ، موج مربعی است. این خروجی های مختلف ژنراتور به طور همزمان در دسترس هستند.می توان قبل از اعمال سیگنال تولید شده به مدار باید با استفاده از اسیلوسکوپ، شکل موج خروجی را مشاهده کرد و از صحت آن مطمئن شد.

کاربرد های فانکشن ژنراتور

مراکز تحقیق و توسعه آزمایشگاه‌های آموزشی مانند آزمایشگاه الکتریکی و الکترونیکی در دانشگاه‌ها

  1. تعمیر تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
  2. تست پاسخ دهی و تست تحریک
  3. بررسی خصوصیات پاسخ فرکانسی و تزریق سیگنال داخل مداری

پارامترهای مهم یک فانکشن ژنراتور

برای انتخاب فانکشن ژنراتور برای هر اپلیکیشن نیاز است که پارامتهای عملکرد و مشخصات یک فانکشن ژنراتور را بشناسیم.یک سری مشخصات نهفته برای این دستگاه وجود دارد که برای تست ابزار مهم است.مشخصات فانکشن ژنراتور به دلیل آنالوگ و دیجیتال بودن ابزارهای اندازه گیری همچنین تنوع قیمت متفاوت هستند. از انواع این پارامترها می توان موارد زیر را نام برد:

  1. شکل موج: فانکشن ژنراتورها می توانند شکل موج سینوسی،مربعی،پالس و… را تولید کنند .
  2. output level:سطح خروجی می توان متفاوت باشد و معمولا می تواند تنظیم شود اگرچه در هر فانکشن ژنراتور این مقدار ماکزیمم می تواند متفاوت باشد.معمولا بیشترین مقدار برای خروجی 10-12 ولت می باشد.
  3. output impedance: این مشخصه ی باری توسط محرک اعمال می شود و مقدار آن معمولا 500 اهم است.
  4. frequency range: فانکشن ژنراتورها یک رنج فرکانسی محدود دارند که خود شامل موارد زیر است: 1.محدوده ی فرکانس پایین:از  0.1 تا 1 هرتز   2.محدوده ی فرکانس بالا: از 1تا 20 هرتز
  5. frequency stability: پایدار فانکشن ژنراتور می توان متفاوت باشد و تست آنالوگ با هدف بیشتر بودن پایداری انجام می شود.
  6. Phase lock capability: برخی از فانکشن ژنراتورها می توانند فاز را قفل کنند، قفل کردن فاز به منظور بالا بردن دقت و سنکرون کردن خروجی انجام می شود.
  7. modulation:برخی از فانکشن ژنراتورها قابلیت این را دارند که سیگنال خروجی را مدوله کنند.مدولاسیون انجام شدهاز نوع دامنه یا فرکانس است.
  8. environmental: برای فانکشن ژنزاتورها شرایط محیطی می تواند مهم باشد مانند دمای کار و رطوبت. 
  9. mechanical: سایز، وزن و سایر موارد مکانیکی برای همه ی ابزارها اهمیتی ندارد اما بهتر است چک شود.

مدار داخلی فانکشن ژنراتور

ولتاژ کنترل شده با فرکانس برای تنظیم دو منبع جریان یعنی منبع جریان بالا و منبع جریان پایین استفاده می شود. منبع جریان بالاتر جریان ثابت را به یکپارچه کننده تأمین می کند. ولتاژ خروجی انتگرالگر با گذشت زمان به صورت خطی افزایش می یابد. اگر جریان ، خازن شارژ را کم یا زیاد کند ، شیب ولتاژ خروجی به ترتیب افزایش یا کاهش می یابد. از این رو این فرکانس را کنترل می کند. مدار مولتی ویبراتور مقایسه کننده ولتاژ در هنگام ولتاژ خروجی حالت شبکه را تغییر می دهد.انتگرال برابر است با حداکثر سطح بالایی از پیش تعیین شده. به دلیل این تغییر حالت ، منبع جریان بالایی حذف شده و منبع جریان پایین روشن می شود. این منبع جریان پایین تر ، جریان مخالف مدار مجتمع کننده را تأمین می کند. خروجی ازانتگرال با زمان به صورت خطی کاهش می یابد. هنگامی که این ولتاژ خروجی برابر با حداکثر سطح بالای از پیش تعیین شده در سمت منفی باشد ، مولتی ویبراتور مقایسه کننده ولتاژ با خاموش کردن منبع جریان پایین تر و دوباره وضعیت شبکه را تغییر می دهد. شبکه مقاومت در این مدار شکل دهنده ، با تغییر عرض عرضی شیب موج مثلثی تغییر می کند. این منجر به ایجاد موج سینوسی با اعوجاج کمتر از 1٪ می شود. دو تقویت کننده خروجی از هر یک از توابع شکل موج ، دو خروجی همزمان و جداگانه انتخاب می کنند. عملکرد فانکشن ژنراتور تأمین سیگنالهایی با دامنه شناخته شده و فرکانس شناخته شده است. از این دستگاه برای تهیه سطوح سیگنال در سطح بسیار پایین برای آزمایش گیرنده ها استفاده می شود. اما اندازه گیری و کالیبراسیون سیگنال در سطح بسیار پایین بسیار دشوار است. بنابراین میراگرها در مولدهای عملکرد استفاده می شوند. این دستگاهی است که سطح توان سیگنال را با مقدار ثابت کاهش می دهد.

سیگنال ژنراتور چیست؟

دستگاهی که قادر به تولید سیگنال ها یا امواج الکترونیکی با مقدار دامنه ( ولتاژ ) و فرکانس مورد نظر ما می باشد و برای وارد کردن به مدار و دیگر کارها آن را به خروجی می فرستد سیگنال ژنراتور نامیده می شود.

تفاوت فانکشن ژنراتور با سیگنال ژنراتور در چیست؟

سیگنال ژنراتور و فانکشن ژنراتورها از مهم ترین دستگاه هایی هستند که کابردهای فراوانی در زمینه صنعت برق دارند. میتوان گفت ماهیت این دو ژنراتور مثل هم است و هر دو سیگنال متناوب تولید می کنند.

  1.  اصلی ترین تفاوت این دو مولد در نوع سیگنالی می باشد که آنها تولید می کنند. فانکشن ژنراتورها قادرند انواع سیگنال های مربعی ، سینوسی، مثلثی و .. را تولید کنند ، در حالی که سیگنال ژنراتور فقط سیگنال سینوسی تولید میکند.
  2.  تفاوت دیگر سیگنال ژنراتور با فانکشن ژنراتور در میزان فرکانس میباشد. کلا فرکانس سیگنالی که توسط فانکشن ژنراتورها تولید میشود از فرکانس سیگنالی که سیگنال ژنراتورها تولید می کنند کمتر می باشد. پس سیگنال ژنراتورها قادرند سیگنالهایی با فرکانس بالا ایجاد کنند.
  3.  دامنه سیگنال :در سیگنال ژنراتورها دامنه سیگنال های تولیدی خیلی کم و حدودا چند ده میلی ولت می باشد. در فانکشن ژنراتورها دامنه سیگنال های تولید شده خیلی از سیگنال ژنراتورها بیشتر است. دامنه سیگنال در فانکشن ژنراتورهای معمولی در حدود 10 تا 20 ولت پیک تا پیک می باشد. در نتیجه سه فاکتور اصلی در مقایسه بین سیگنال ژنراتور و فانکشن ژنراتور عبارتند از :فرکانس ، دامنه ، شکل موج

 

نحوه ی کار با فانکشن ژنراتور به چه صورت است؟

ابتدا فانکشن ژنراتور را روشن می کنیم ،بوسیله دکمه متغیری که برای فرکانس تعبیه شده رنج فرکانس مورد نظر را تعیین می کنیم و با ولومی که برای تغییر فرکانس تعبیه شده مقدار فرکانس را دقیق تنظیم میکنیم ، در قدم بعدی باید نوع امواج یا سیگنال مورد نظر مانند یکی از امواج سینوسی ، مربعی ، دندان اره ای و . . . . باشد را از طریق دکمه های مربوطه انتخاب می کنیم.در قسمت آخر باید مقدار ولتاژ یا دامنه را تنظیم کنیم سپس ازسیگنال مربوطه خروجی بگیریم.

انواع فانکشن ژنراتور ها

  1.  فانکشن ژنراتور انالوگ در این فانکشن ژنراتور ، برای تولید موج از قطعات و مدارات خطی چون مدار RC , LC و … استفاده می کنند . به همین علت معمولا حجم فیزیکی بالایی دارند . علاوه بر ان در این نوع فانکشن ژنراتور ، کنترل به صورت پیوسته و با قطعاتی چون پتانسیو متر ،سلکتور و … انجام می گیرد .
  2.  فانکشن ژنراتور دیجیتال در فانکشن ژنراتور دیجیتال ، یک اسیلاتور با فرکانس ثابت و پایداری بسیار بالا ( مثل اسیلاتور کریستالی ) ، فرکانس مرجعی را تولید می کند و مدارات دیجیتال و شکل موج دلخواه با فررکانس مورد نظر را از این فرکانس به دست می آورند . فانکشن ژنراتور دستی این فانکشن ژنراتور دارای کانال های خروجی دارای وزن سبک و قابل حمل می باشد.همچنین توان اندازه گیری انواع موج های سینوسی و … را دارد.

تفاوت فانکشن ژنراتورهای آنالوگ و دیجیتال

فانکشن ژنراتور های آنالوگ

  1.  فانکشن ژنراتورهای آنالوگ تنها قابلیت تولید شکل موج های سینوسی، مربعی و مثلثی تا فرکانس های ماکزیمم 5MHz را داشتند.
  2.  معمولا دارای یک نمایشگر seven-segment برای نمایش مقدار فرکانس بودند و مقدار دامنه سیگنال توسط پیچی بنام Amplitude تغییر میکرد.

مزایای فانکشن ژنراتورهای دیجیتال نسب به آنالوگ و دستی

  1. تولید انواع شکل موج
  2. داشتن ویژگی Burst
  3. تک یا دو کاناله بودن
  4. امکان ذخیره سیگنال
  5. امکان اتصال به کامپیوتر ( مشاهده آنلاین؛ ذخیره؛ پرینت و...)
  6. امکان وارد کردن سیگنال ذخیره شده از روی اوسیلوسکوپ
  7. داشتن نمایشگر LCD و کیبورد
  8. حالت های تریگر
  9. تولید نویز

هنگام خرید فانکشن ژنراتور به چه نکاتی باید توجه نمود؟

  1. محدوده فرکانسی وسیع
  2. دامنه سیگنال پیک تو پیک
  3. سرعت نمونه برداری بالا
  4. رزولوشن بالا
  5. تعداد کانال های خروجی
  6. نوع فانکشن ها (سینوسی، مربعی، مثلثی، نویز و…)
  7. قابلیت Sweep یا Burst
  8. قابلیت متصل شدن به کامپیوتر
  9. تولید انواع مدلاسیون ها مانند AM، FM و…
  10. داشتن فرکانس متر

توجه:هرگونه کپی برداری از مقاله با ذکر منبع و ارائه ی لینک مقاله بلامانع است.