Funkcijų generatoriai paaiškino
Elektronikoje viskas gerai, o funkcijų generatoriai padeda jums tai padaryti.Šie lankstūs įrankiai yra būtini norint sukurti skirtingas bangos formas, kurios yra elektrinių signalų modeliai, kuriuos galite naudoti norėdami išbandyti, analizuoti ir nustatyti elektronines grandines.Nesvarbu, ar dirbate su paprastu garso projektu, ar kuriate pažangias ryšių sistemas, žinojimas, kaip veikia funkcijų generatoriai, yra labai naudingi norint įsitikinti, kad jūsų dizainas veikia taip, kaip tikėtasi.Šis straipsnis pateks į įvairių tipų bangos formas, kurias gali gaminti funkcijų generatoriai, įvairių tipų funkcijų generatoriai ir jų naudojimas įvairiose pramonės šakose.Pabaigoje geriau suprasite, kaip pasirinkti tinkamą įrankį jūsų konkrečiems poreikiams.Katalogas
1 paveikslas: Funkcijų generatoriaus galimybės
Funkcijų generatoriaus galimybės
Funkcijų generatoriai yra įrankiai, naudojami elektronikoje, kuriant įvairias bangos formas, kurios padeda išbandyti ir analizuoti skirtingas grandines.Žinant skirtingas jų sukuriamas bangos formas, galite padėti efektyviau naudoti šiuos įrankius.
Sinuso banga
2 paveikslas: Sinuso banga
Sinuso banga yra viena iš paprasčiausių bangos formų, žinomų dėl savo lygaus, nuolatinio srauto tarp aukštų ir žemų taškų.Jis turi tik vieną dažnį, tai reiškia, kad jis neprideda jokio papildomo triukšmo ar iškraipymų grandinei.Tai daro sinuso bangą ypač naudinga, kai norite išbandyti analogines grandines, tokias kaip garso sistemos, kur reikia patikrinti, ar garsas yra aiškus ir be iškraipymų.
Kvadratinė banga
3 paveikslas: kvadratinė banga
Kvadratinei bangai būdingas greitas šuoliai tarp aukštų ir žemų būsenų.Tai ypač patogu išbandyti skaitmenines grandines.Ši bangos forma dažnai naudojama kaip laikrodžio signalas, siekiant išlaikyti skaitmeninių įrenginių operacijas sinchroniškai.Dėl aštrių perėjimų kvadratinėje bangoje jis yra idealus išbandyti, kaip greitai ir tiksliai skaitmeniniai komponentai, pavyzdžiui, loginiai vartai, reaguoja į pokyčius.
Pulso banga
4 paveikslas: impulsų banga
Impulsų banga yra panaši į kvadratinę bangą, tačiau leidžia daugiau valdyti per aukštą ir žemą būsenų laiką.Tai labai naudinga skaitmeninėms programoms, kurioms reikia tikslaus laiko.Pavyzdžiui, impulsų bangos naudojamos kontroliuojant variklių greitį arba reguliuojant šviesos diodų ryškumą naudojant techniką, vadinamą impulsų pločio moduliavimu (PWM).
Trikampė banga
5 paveikslas: trikampė banga
Trikampė banga juda aukštyn ir žemyn tiesia linija tarp aukščiausių ir žemiausių taškų.Šis paprastas judesys aukštyn ir žemyn leidžia puikiai tikrinti stiprintuvus ir kitas grandines, kurias reikia tolygiai reaguoti į signalo pokyčius.Jei stiprintuvo reakcijoje yra kokių nors iškraipymų ar netolygumų, tai bus lengviau pastebėti naudojant trikampę bangą.
Sawtooth banga
6 paveikslas: Sawtooth banga
„Sawtooth“ banga gauna savo pavadinimą, nes atrodo kaip pjūklo dantys, greitai pakilę ar kritimą, po to laipsniškai grįžtant į pradžios tašką.Ši bangos forma dažniausiai naudojama tokiose programose, kaip senesnių televizorių ekranų nuskaitymo signalų generavimas arba konkrečių garsų kūrimas muzikos sintezatoriuose.Unikali „Sawtooth“ bangos forma sukuria platų dažnių spektrą, todėl ji yra naudinga išbandyti, kaip grandinės tvarko sudėtingesnius signalus.
Funkcijų generatorių tipai
Funkcijų generatoriai yra įrankiai, naudojami elektronikoje, kuriant įvairias elektrines bangos formas, tai yra elektrinių signalų modeliai, kurie kartojami laikui bėgant.Šie įrankiai yra skirtingų tipų, kiekvienas skirtas konkrečioms užduotims.Suprasti šių tipų skirtumus gali padėti pasirinkti tinkamą tai, ką jums reikia padaryti.
Analoginių funkcijų generatoriai
7 paveikslas: Analoginės funkcijos generatorius
Analoginių funkcijų generatoriai yra tradicinė rūšis, žinoma kaip paprasta ir ne per brangi.Jie sukuria nuolatinius signalus, naudodamiesi pagrindiniais elektroniniais komponentais, tokiais kaip operaciniai stiprintuvai arba fazės užrakintos kilpos (PLLS).Šie signalai paprastai apima pagrindines bangos formas, tokias kaip sinusas, kvadratas ir trikampio bangos.Tačiau analoginių funkcijų generatoriai paprastai siūlo mažiau funkcijų ir yra mažiau tikslūs, palyginti su skaitmeniniais modeliais.Tai daro juos geru pasirinkimu, kai jums nereikia tikslaus tikslumo, tačiau vis tiek reikia patikimo įrankio.Pavyzdžiui, jie gerai dirba mokymosi aplinkoje arba atliekant paprastą grandinės bandymą.
Skaitmeninių funkcijų generatoriai
8 paveikslas: Skaitmeninės funkcijų generatorius
Skaitmeninių funkcijų generatoriai naudoja technologiją, vadinamą tiesiogine skaitmenine sinteze (DDS), kad sukurtų bangos formas.Ši technologija leidžia šiems generatoriams gaminti įvairias bangos formas, turinčias tikslumą ir stabilumą.Skaitmeninių funkcijų generatoriai suteikia daugiau kontroliuoti jų esančių signalų dažnį, amplitudę ir fazę.Dėl savo tikslumo ir lankstumo skaitmeninės funkcijų generatoriai yra tinkami tobulesnėms užduotims, tokioms kaip tyrimai, kūrimas ir išsamūs elektroniniai bandymai.Jie gali sukurti sudėtingesnes bangos formas ir juos lengvai programuoti, todėl jie dažnai naudojami, kai reikia tiksliai valdyti signalo charakteristikas.
Savavališki bangos formos generatoriai (AWGS)
9 paveikslas: savavališkas bangos formos generatorius (AWG)
Savavališki bangos formos generatoriai (AWGS) leidžia vartotojams kurti pasirinktines bangos formas, todėl jie yra naudingi specializuotiems bandymams, ypač telekomunikacijose, kur reikia sudėtingų signalų.Su pažangiomis funkcijomis, kurios tiksliai imituoja realaus pasaulio signalus, tai yra vertingos priemonės.Panašiai funkcijų generatoriai yra universalūs ir naudojami daugelyje laukų.Elektronikos laboratorijose jie imituoja realaus pasaulio sąlygas bandymo ir trikčių šalinimo grandinėms, užtikrinant, kad sistemos tinkamai veiktų.Tyrimų ir tobulinimo srityse jie išbando naujus dizainus kurdami įvairius signalus, padėdami produktams gerai atlikti realius scenarijus.Medicinos srityje funkcijų generatoriai tiksliai sureguliuoja medicinos prietaisus, tokius kaip širdies stimuliatoriai ir ultragarsinės mašinos, kad būtų užtikrinta tinkama funkcija.Automobilių pramonėje jie imituoja variklio ir transporto priemonių signalus, kad patikrintų valdymo blokus, padėtų pagerinti sistemos našumą ir užtikrinti patikimą veikimą.
Moduliacijos metodai funkcijų generatoriuose
Moduliacijos metodai šiuolaikinių funkcijų generatoriuose leidžia koreguoti bangos formas specifinėms reikmėms, ypač ryšių sistemose.Šie metodai keičia skirtingus bangos formos aspektus, tokius kaip jos dydis, greitis ar padėtis - yra pagrįsti išoriniu signalu, todėl galima siųsti informaciją.
10 paveikslas: Amplitudės moduliacija (AM) bangos forma
Amplitudės moduliacija (AM) yra metodas, kai bangos formos dydis keičiamas pagal moduliavimo signalą.Šis požiūris dažniausiai naudojamas ryšių sistemose, ypač radijo transliacijose, kur signalo stiprumas atspindi siunčiamą informaciją.Koreguodamas amplitudę, AM suteikia galimybę perduoti garsą ar duomenis dideliais atstumais.Tačiau tai labiau tikėtina, kad tai paveiks triukšmas ir trukdžiai, dėl kurių gaunamas signalas gali būti ne toks aiškus.
11 paveikslas: Dažnio moduliacijos (FM) bangos forma
Dažnio moduliacija (FM) keičia bangos formos greitį pagal moduliuojantį signalą.Skirtingai nuo AM, kai keičiasi dydis, FM išlaiko tokį patį dydį, tačiau perkelia greitį į kodavimo informaciją.Šis metodas plačiai naudojamas radijo transliacijoje, ypač FM radijuje.Vienas iš pagrindinių FM pranašumų, palyginti su AM, yra tas, kad jį mažiau paveikė triukšmas ir trukdžiai, todėl geriau perduoti aukštos kokybės garso signalus.
12 paveikslas: Fazės moduliacija (PM) bangos forma
Fazės moduliacija (PM) sureguliuoja bangos formos padėtį pagal moduliuojantį signalą.Tokiu atveju fazė nurodo tašką, kuriame prasideda bangos forma arba jos kampas, palyginti su etalonu.Perkėlęs fazę, PM gali koduoti duomenis į bangos formą.Šis metodas dažnai naudojamas pažangiose ryšių sistemose, tokiose kaip „Wi-Fi“ ir „GSM Networks“, kur jis padeda greitai ir patikimai perduoti duomenis.PM kartais derinamas su kitais moduliavimo metodais, siekiant pagerinti ryšių sistemų našumą ir efektyvumą
Funkcijų generatoriaus formatų tipai
Instrumentai su suoliukais
13 paveikslas: instrumentai su suoliukais
„Sench-Top“ funkcijų generatoriai yra autonominiai vienetai, dažniausiai naudojami laboratorijose ir plėtros vietose.Jie siūlo daugybę funkcijų, tokių kaip skirtingi bangos formų tipai, dažnio pokyčiai ir amplitudės pakeitimai.Šie įrenginiai yra suprojektuoti naudojant lengvai naudojamus valdiklius, įskaitant rankenėles, mygtukus ir ekranus, todėl jie yra tiesmukiški.Šie instrumentai yra patikimi ir tikslūs, todėl jos yra tinkamos mokymosi ir profesinėms testavimo situacijoms, kai tikslumas yra labai svarbus.
Stelažo instrumentai
14 paveikslas: Stelažo funkcijų generatorius
Stelažo funkcijų generatoriai yra moduliniai įtaisai, skirti būti didesnių automatinių bandymų sistemų dalimi.Jų modulinė konstrukcija leidžia juos lengvai sukrauti ir pritvirtinti prie lentynos, todėl jie yra lankstūs sudėtingiems bandymo poreikiams.Šie generatoriai paprastai naudojami tose vietose, kur taupyti erdvę ir galimybes padidinti mastelį yra svarbūs, pavyzdžiui, atliekant didelio masto pramoninius bandymus ar gamybos kokybės patikrinimus.Jie dažnai siūlo nuotolinio valdymo parinktis, leidžiančias sklandžiai veikti automatinėse sistemose.
USB funkcijų generatoriai
15 paveikslas: USB funkcijų generatorius
USB funkcijų generatoriai yra maži, nešiojami įrenginiai, jungiantys prie kompiuterio per USB prievadą.Juos valdo programinė įranga, leidžianti vartotojams kurti ir koreguoti bangos formas tiesiai iš savo kompiuterių.Šie generatoriai yra idealūs bandymams lauke ar kitose situacijose, kai prioritetas yra nešiojami ir lengvai naudojami.Nors jie yra maži, USB funkcijų generatoriai gali pasiūlyti daugybę funkcijų, tačiau jie gali būti ne tokie tikslūs ar patvarūs kaip didesni, atsidavę vienetai.
Kompiuteriniai funkcijų generatoriai
16 paveikslas: kompiuterio funkcijų generatoriai
Kompiuteriu pagrįsti funkcijų generatoriai naudoja programinę įrangą, kad sukurtų bangos formas, naudodamiesi kompiuterio garso išvestimi signalui generuoti.Šis formatas yra labai patogus biudžetui, nes jame naudojama esama kompiuterio aparatinė įranga.Tačiau kompiuterinių generatorių tikslumas ir našumas dažnai priklauso nuo kompiuterio garso aparatūros, kuri gali apriboti jų naudojimą situacijose, kurioms reikia labai tikslumo.Jie geriausiai tinka paprastam, žemo dažnio signalo generavimui, kur pagrindinis tikslas yra mažos išlaidos.
Integruoti osciloskopo funkcijų generatoriai
17 paveikslas: Osciloskopas su įmontuota funkcijų generatoriumi
Kai kurie osciloskopai turi įmontuotą funkcijų generatorių, siūlantį patogų „viskas viename“ sprendimą, skirtą kurti ir analizuoti signalus.Šis derinys leidžia vartotojams generuoti signalą ir nedelsdami patikrinti jį nereikia atskirų įrenginių.Nors šis formatas yra patogus ir taupo erdvę, jis gali nepasiūlyti tokių plačių bangos formų, kaip atskiros funkcijų generatoriai.Šie integruoti prietaisai puikiai tinka mokytis ir bendrai testuojant, kai vertinamas paprastas naudojimas ir kompaktiškas dizainas.
Funkcijų generatoriaus specifikacijos
18 paveikslas: Funkcijų generatorius
Funkcijų generatoriai yra įrenginiai, naudojami kuriant įvairius elektroninius signalus, reikalingus elektronikai išbandyti ir kurti.Jie pateikiami su valdikliais, leidžiančiais pakoreguoti signalą, kad atitiktų konkrečius jūsų projekto reikalavimus.
Dažnio valdymas koreguoja, kaip dažnai bangos forma kartojasi bėgant laikui.Šis nustatymas padeda suderinti signalą su tuo, ką bandote.Pvz., Jums gali prireikti aukštesnių greitų skaitmeninių grandinių ar mažesnių dažnių dažnių, kai tikrinsite garso įrangą.
Bangos formos tipo pasirinkimas leidžia pasirinkti signalo formą, tokią kaip sinuso, kvadrato ar trikampio bangos.Kiekviena forma tinkama skirtingiems bandymo tikslais.Sinusinės bangos turi sklandią, ištisinę formą, kuri gerai tinka garso ar radijo dažnio grandinių bandymui.Kvadratinės bangos, turinčios aiškius įjungimo/išjungimo perėjimus, yra tinkamos skaitmeninei elektronikai, kur jos gali imituoti dvejetainius signalus.Trikampės bangos, kurios pakyla ir krinta tolygiai, dažnai naudojamos moduliacijos ir signalo apdorojimo užduotyse.
DC poslinkio valdymas leidžia perkelti bangos formą aukštyn arba žemyn išilgai įtampos ašies.Tai reiškia, kad galite pakoreguoti signalą, kad jis nėra sutelktas į nulinį voltą, bet pasikeičia tam tikru kiekiu.Tai naudinga, kai reikia imituoti realaus pasaulio sąlygas, apimančias pastovią įtampos lygį, pavyzdžiui, analoginėse grandinėse, kur yra pastovi įtampa (DC šališkumas).
Darbo ciklo valdymas keičia, kiek laiko bangos forma išlieka jos „ON“ būsenoje, palyginti su „OFF“ būsena kiekviename cikle.Šis nustatymas yra ypač naudingas generuojant kvadratines ar impulsų bangas.Pavyzdžiui, atliekant impulsų pločio moduliavimo (PWM) užduotis, pakeitimas darbo ciklas koreguoja, kiek laiko signalas išlieka aukštas, o tai gali valdyti į įrenginį tiekiamą galią.Tai ypač naudinga tokiose programose kaip variklio valdymas, kai darbo ciklo reguliavimas gali reguliuoti variklio greitį ir jėgą.
Išvada
Funkcijų generatoriai yra naudingi elektronikos įrankiai, siūlantys įvairias funkcijas, tinkančias skirtingoms testavimo ir kūrimo užduotims.Nuo pagrindinės sinusinės bangos iki sudėtingesnių pasirinktinių bangos formų, šie prietaisai padeda inžinieriams ir technikams imituoti realaus pasaulio sąlygas, užtikrindami, kad grandinės tinkamai veikia skirtingose situacijose.Supratę įvairius funkcijų generatorių tipus - ar analoginius, skaitmeninius ar tuos, kurie sukuria pasirinktines bangos formas, ir jų specifines savybes, galite pasirinkti tinkamą įrankį savo darbui, todėl atsiranda patikimesni ir efektyvesni dizainai.Tobulėjant technologijoms, funkcijų generatorių vaidmuo atliekant tyrimus, plėtrą ir kokybės kontrolę tik augs, todėl jie bus vertinga priemonė bet kuriame „Electronics Professional“ įrankių rinkinyje.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
1. Kokios yra generatoriaus funkcijos?
Pagrindinis generatoriaus darbas yra pakeisti mechaninę energiją į elektrinę energiją.Tai tai daroma sukant ritę magnetiniame lauke, kuris sukuria elektros srovę.Tada pagaminta elektra gali būti naudojama įrenginiams, mašinoms maitinti arba laikyti vėliau.Generatoriai dažnai naudojami ten, kur nėra prieigos prie pagrindinio maitinimo šaltinio ar elektros energijos tiekimo nutraukimo.
2. Ką reiškia generatoriaus funkcija?
Programavimo būdu generatoriaus funkcija yra speciali funkcijos rūšis, leidžianti jums sukurti ir grąžinti kelias reikšmes po vieną, o ne visus vienu metu.Tai naudinga, kai reikia sukurti verčių ar elementų seką taip, kad taupytumėte atmintį ir apdorojančią galią, ypač kai reikia nagrinėti didelius duomenų kiekius.
3. Kokia yra paprasto generatoriaus funkcija?
Paprasto generatoriaus funkcija yra sukurti elektros energiją iš mechaninės energijos.Jis veikia judindamas vielinę ritę magnetinio lauko viduje, kuris sukuria elektros srovę.Paprasti generatoriai dažnai naudojami nedidelio masto energijos gamybai.
4. Kokia yra kiekvieno generatoriaus funkcija?
Nesvarbu, koks tipas, kiekvienas generatorius atlieka tą pačią pagrindinę funkciją: mechaninę energiją paverčia elektrine energija.Ši konversija leidžia generatoriams suteikti energijos elektros sistemoms, įrenginiams ir tinkleliams.
5. Kaip žingsnis po žingsnio naudoti funkcijų generatorių?
Norėdami naudoti funkcijų generatorių, pirmiausia prijunkite savo išvesties gnybtus prie grandinės ar įrenginio, kurį norite išbandyti, įvestį.Tada įjunkite funkcijų generatorių.Tada pasirinkite norimos bangos tipą (pvz., Sinusą, kvadratą ar trikampį) ir nustatykite dažnį, kad jis atitiktų tai, ko jums reikia.Sureguliuokite amplitudę, kad būtų galima valdyti signalo įtampos lygį, ir, jei reikia, nustatykite nuolatinės srovės poslinkį.Galiausiai pradėkite generatorių, kad pradėtumėte siųsti bangos formą į savo grandinę, ir stebėkite rezultatus naudodami osciloskopą ar kitą matavimo įrankį.