algemeen
|
|
Een functiegenerator is een instrument dat verschillende golfvormen kan genereren. Het is een soort spanningsbron dat gebruikt kan worden bij elektrotechnische metingen en afregelen van apparatuur/schakelingen. Doorgaans kan een functiegenerator een sinus, blokgolf en zaagtand signaal genereren. Vaak zijn de eigenschappen van deze golven aan te passen zoals amplitude, frequentie, "dutycycle" en als er bijvoorbeeld twee uitgangen zijn is de onderlinge fase ook in te stellen.
|
|
opties
|
Er zijn een aantal opties die bij het kiezen van de juiste generator van belang zijn. Dit is afhankelijk van de wens. Over het algemeen geld; hoe meer/hoger/groter, des te duurder. Dus overweeg welke zaken voor de gebruiker van belang zijn. Is 25MHz voldoende of wil je genereren tot 1GHz?!
- aantal uitgangen (meer mogelijkheden bij meten);
- juiste impedantie (50 Ohm of juist hoge impedantie);
- frequentiebereik (hoe hoger, des te meer mogelijkheden);
- maximale uitgangsspanning (getrapt, traploos of digitaal in te stellen);
- instellingen "analoog" of "digitaal" (wel of geen exacte instelling van frequentie danwel amplitude);
- TTL uitgangssignaal (voor genereren van een signaal voor logische schakelingen);
- 10MHz referentie oscillator (voor extra nauwkeurigheid);
- modulatie ingang (handig bij meten aan of testen van radio ontvangers);
- sweep (wobbel) functie (voor het bepalen van doorlaatgedrag van filters);
- gelijkspanning verschuiving (DC offset);
- frequentieteller (om de generator ook als frequentieteller te kunnen gebruiken);
- "arbitrary waveform" (voor het generen van een zelf samengesteld signaal);
video generator (voor het genereren van specifieke video signalen).
|
|
toepassing
|
Een functiegenerator is net als bijvoorbeeld een multimeter en oscilloscoop een universeel instrument. Dus er zijn vele toepassingen, van eenvoudige tot zeer complexe. Enkele zijn hieronder uiteengezet:
zwaai (deviatie) afregelen zender
Door het genereren van een test toon bij een bepaalde spanning dat op de microfooningang van een zender wordt aangesloten, is het mogelijk om de zwaai nauwkeurig af te regelen. De functie generator genereert een constant signaal dat de zender voed. Met behulp van een zwaaimeter (zoals vaak in een meetzender) kan de breedte van het signaal worden afgeregeld.
toongenerator
Een eenvoudige toepassing is om de functiegenerator in te zetten als (sinus) toongenerator. Dan kan een hoorbare toon worden gegenereerd om bijvoorbeeld een audio versterker te testen. Het hoorbare gebied is 20Hz tot en met 20KHz.
coax lengte en impedantie bepalen
Een complexere toepassing is om een blokgolf te genereren en via een (hoog Ohmige) oscilloscoop aan een coax kabel te verbinden. Het signaal wordt op de scoop zichtbaar evenals de reflectie dat terugkomt vanaf het einde van de kabel. Daardoor is een getrapte blokgolf zichtbaar geworden. Op basis van de elektronensnelheid en de zichtbare tijd is het mogelijk om de lengte van de coax kabel te bepalen. Door een variabele weerstand aan het einde van de kabel te monteren, kan door het variëren van de weerstand de blokgolf worden beïnvloed. Als de blokgolf niet meer getrapt is maar mooi recht, is de waarde van de variabele weerstand gelijk aan de impedantie van de coax kabel. Door de variabele weerstand te meten, is de impedantie van de kabel zichtbaar geworden.
klokpuls
Vaak is het ook mogelijk om een klokpuls te genereren. Zoals een korte puls elke seconde.
spanningsbron
Het is vaak mogelijk om een gelijkspanning te genereren zonder signaal. Dan wordt de gelijkspanning verschuiving (DC offset) toegepast zonder een signaal te genereren. Het is niet gebruikelijk, maar het kan wel. Zo zou je een nauwkeurige (lage) spanning kunnen genereren. Uiteraard is het ook mogelijk om met 50Hz een wisselspanning te kunnen genereren. Denk hierbij ook aan bijvoorbeeld een 400Hz spanningsbron voor bijvoorbeeld het testen van avionica (vliegtuig apparatuur).
gemoduleerd signaal
Duurdere/uitgebreidere generatoren hebben de mogelijkheid om een basis golf te genereren en daar een tweede signaal mee te mengen ofwel de basis golf te moduleren. Zo is het mogelijk om een AM of FM radiosignaal te maken met een intern gegenereerde toon of een extern ingevoerd audiosignaal. Ook is het bij de nog uitgebreidere modellen mogelijk om AFSK signalen te genereren. Zo wordt het generator gedeelte van een meetzender "nagebootst".
sweepen/wobbelen
Bij het sweepen van een signaal word de frequentie van het gegenereerde signaal veranderd. Het kan zijn dat een sinus van 1Vpp start bij 20Hz en traploos oploopt tot 20.000Hz en dat elke seconde herhaalt. Zo zou je de doorlating van een audio filter kunnen bepalen (met behulp van een oscilloscoop om de doorlating zichtbaar te maken). De tijd van herhalen en de start en stopfrequentie is doorgaans in te stellen. Evenals of de frequentieverandering lineair of logaritmisch moet zijn.
|
|
ervaringen
|
Ik heb ervaring met twee functiegeneratoren. De Voltcraft 8202 en de Rigol DG1022U. Ik ben met de Voltcraft begonnen. Deze heeft één uitgang en de basis signaalvormen. De instelling is "analoog" dus er is geen exacte spanning in te stellen, dit gebeurd met een draaiknop. De frequentie is ook alleen maar met een draaiknop in te stellen, wel is de frequentie af te lezen. Het is helaas niet mogelijk om een exacte frequentie in te voeren, dus dit is in mijn ogen een beperking als geavanceerdere metingen gewenst zijn. De frequentie gaat tot 2MHz, dus is voor radiofrequente toepassing aan de lage kant. De frequentieteller, die ook extern te voeden is, loopt wel tot 50MHz. Er is ook een modulatie ingan aanwezig evenals een TTL uitgangsspanning. In de basis is het een prima apparaat, maar voor de gevorderde gebruiker wellicht te beperkt.
Toen ik tegen de limieten van de Voltcraft aan liep, ben ik overgestapt op de Rigol DG1022U. Deze heeft de mogelijkheid om de gewenste frequentie in te voeren door middel van drukknoppen. Er zijn twee uitgangen aanwezig die gekoppeld kunnen worden. Naast de gebruikelijke signaalvormen is er een lading aan bijzondere golfvormen beschikbaar. Denk bijvoorbeeld aan het hartslag signaal, ruis, een spraak sample (de tekst"Rigol") en meer. Er zijn diverse instellingen mogelijk per golfvorm zoals de frequentie, amplitude, gelijkspanning verschuiving, fase verschuiving en dergelijke. Zelfs de impedantie van de aansluitingen is te kiezen. Met een USB aansluiting is het mogelijk om de instellingen en opgeslagen golfvormen extern op te slaan. Met een applicatie op een computer kunnen ook willekeurige golfvormen worden gemaakt. Er kan een puls signaal worden gegenereerd, een AFSK signaal, AM gemoduleerd signaal en meer. Voor extra nauwkeurigheid is het mogelijk om een extern 10MHz referentie signaal in te voeren. Door de twee gekoppelde uitgangen is het mogelijk om op het ene kanaal een sweep signaal te genereren en op het andere kanaal een puls. Zo is het mogelijk om met behulp van een oscilloscoop een filter door te "fluiten". Het puls signaal kan gebruik worden als trigger en het sweep signaal om door de filter te voeren. De doorlaat is dan op de oscilloscoop zichtbaar te maken. De diepte van de demping is zo niet te bepalen (het is tenslotte geen spectrum analyser) maar de kantelfrequentie wel. De Rigol DG1022U bevalt erg goed. Een hogere frequentie zou fijn zijn, maar dat is prijstechnisch niet interessant voor mij...
De prijs van een Voltcraft 8082 is nagenoeg gelijk als de prijs van de Rigol DG1022. Voor een paar tientjes meer heb je de DG1022A. De DG1022A gaat tot 25MHz terwijl de DG1022 tot 20MHz gaat. Het valt te overwegen om voor dit prijsverschil voor de 25MHz variant te gaan. Ik heb de DG1022U, dit is et niet Europese variant van de DG1022A. Deze is geïmporteerd, maar achteraf was dit niet nodig. Als de invoerrechten er over betaald worden, is het prijsverschil nihil en de DG1022U valt waarschijnlijk in Nederland buiten de garantie omdat deze geïmporteerd is. Oftewel, kopen bij AR-Benelux (importeur) is waarschijnlijk het verstandigst.
|
|