راهنمای جامع انتخاب و خرید فانکشن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور 〽️ فروشگاه مگامدار

راهنمای جامع انتخاب و خرید فانکشن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور

اردیبهشت 30, 1399
ارسال توسط مدیر سایت

راهنمای جامع انتخاب و خرید فانکشن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور

راهنمای جامع انتخاب و خرید فانکشن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور

یکی از ملزومات ضروری آزمایشگاههای برق و الکترونیک، دستگاه فانکشن ژنراتور ( Function Generator ) یا مولد سیگنال قابل کنترل است؛ فانکشن ژنراتورها در توسعه، آزمایش و تعمیر تجهیزات الکترونیکی استفاده می شوند. به عنوان مثال، می توان از آنها به عنوان یک منبع سیگنال برای تست آمپلی فایر ها یا معرفی یک سیگنال خطا در یک حلقه کنترل استفاده کرد.

در این مقاله سعی می کنیم نکاتی کلیدی را در جهت راهنمایی برای انتخاب و خرید فانکشن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور ( Signal Generator ) عنوان کنیم که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

با ما همراه باشید…

فانکشن ژنراتور چیست؟

فانکشن ژنراتور دستگاهی است که قابلیت تولید امواج متناوب (AC) به منظور آزمایش مدارهای طراحی شده در آزمایشگاه را دارد. این امواج می‌تواند در توابع متفاوتی از جمله سینوسی، مثلثی، مربعی، دندانه اره ای، نویز و… باشد. دلیل نامگذاری دستگاه با عنوان فانکشن ژنراتور نیز تولید این توابع موج های متفاوت است.

برای مشاهده شکل موجهای تولید شده توسط فانکشن ژنراتور نیاز به اوسیلوسکوپ خواهید داشت. اگر قصد خرید اوسیلوسکوپ دارید، راهنمای خرید اوسیلوسکوپ که چندی پیش در مگامدار منتشر شده را بخوانید.

شکل موج های تولید شده توسط فانکشن ژنراتور

در واقع این دستگاه معادل هر سیگنال الکترونیکی را تولید می‌کند. بطور مثال توسط یک فانکشن ژنراتور میتوان شکل موج مربعی به دامنه 5Vpp با فرکانس 10KHz را تولید کرد؛ سپس از این سیگنال برای تست یا طراحی مدارات الکترونیکی، مخابراتی و… استفاده نمود.

این دستگاه در آزمایشگاه های مختلف برق و الکترونیک کاربرد دارد و می تواند در مراکز آموزشی و صنایع نظامی، پزشکی، تولیدی و تمامی آزمایشگاه های مهندسی برق دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی مورد استفاده قرار گیرد.

کاربردهای فانکشن ژنراتور

مراکز تحقیق و توسعه
آزمایشگاه های آموزشی مانند آزمایشگاه الکترونیک در دانشگاه ها
تعمیر تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی
تست پاسخ دهی و تست تحریک، بررسی خصوصیات پاسخ فرکانسی و تزریق سیگنال داخل مداری

فانکشن ژنراتور دیجیتال (DDS(Direct Digital Synthesis

ابتدایی ترین نوع فانشکن ژنراتورها مربوط به مدل های آنالوگ است؛ فانکشن ژنراتورهای پیشرفته تر، (AWG(Wrbitrary Waveform Generators نامیده می شوند که از تکنیک های سنتز دیجیتالی مستقیم (DDS) برای تولید هر شکل موج استفاده می کنند که می تواند با یک جدول از دامنه ها توصیف شود.

DDS مخفف Direct Digital Synthesis است که به معنای سنتز دیجیتالی مستقیم می باشد که یک روش برای تولید سیگنال آنالوگ (مانند سیگنال های سینوسی، مثلثی و مربعی یا …) است. در اولین طبقات این نوع سیستم یک سیگنال در فرم دیجیتال تولید می شود، بعد سیگنال دیجیتال با یک مبدل دیجیتال به آنالوگ DAC به سیگنال آنالوگ تبدیل می شود.

برخی از ویژگیهای فانکشن ژنراتورهای دیجیتالی DDS (تولید سیگنال به روش دیجیتال) عبارتند از:

تنظیم پذیری آسان
ثبات فرکانس بسیار بالا
اعوجاج هارمونیک بسیار پایین

کاربرد DDS ها تنها در سیگنال ژنراتور ها خلاصه نمی شود بلکه کاربردهای مخابراتی و فرکانس بالا و همچنین کلاک خارجی برای مدارات دیجیتالی و حتی مدار های آنالوگ را دارد. یکی از کابرد های DDS ساخت فلزیاب های بسیار دقیق است.

معایب فانکشن ژنراتور DDS

فانکشن ژنراتورهای DDS بیشتر برای امواج مربعی مناسب هستند که در آن فرکانس با حافظه و چرخه طبيعی دستگاه سازگار است.

این نوع فانکشن زنراتور برای سیگنالهای صوتی (AF) زیاد مناسب نیست زیرا میزان نویز آن برای این محدوده زیاد است.

تفاوت فانکشن ژنراتور آنالوگ و دیجیتال

در فانکشن ژنراتورهای آنالوگ ما به یک طراحی بسیار پیشرفته و قطعات دقیق نیاز داریم که یک سیگنال کاملا سینوسی با فرکانس و دقت بالا تولید کند. اما امروزه بیشتر کنترل ها و ارتباطات به شیوه دیجیتالی است و تولید سیگنال از این طریق بسیار آسان و کم هزینه است.

با استفاده از تکنولوژی DDS امکان تولید شکل موج هایی دقیق و پایدار نسبت به مدل های قدیمی خواهیم داشت. همچنین امکان تولید سیگنال با دقت فرکانسی یک میکرو هرتز، فراهم می گردد.

فانکشن ژنراتور های متعارف، قابلیت تولید سیگنال های از پیش تعیین شده را دارد اما در دقت سیگنال تولیدی محدودیت دارد. زیرا شکل موج بصورت نقطه به نقطه از حافظه فانکشن ژنراتور تولید می گردد و کلاک نمونه بردای وظیفه کنترل زمان بین هر نقطه تولیدی را دارد که این نقطه ها دارای شماره های محدودی از فرکانس می باشد.

اما در فانکشن ژنراتورهای DDS، مقدار زیادی نقطه از یک سیکل برای یک شکل موج متناوب در حافظه ذخیره میشود. تکنولوژی DDS قابلیت انتخاب هر نمونه از حافظه برای خروجی را به فانکشن ژنراتور میدهد؛ و چون فانکشن ژنراتور برای انتخاب نمونه بعدی در شکل موج، محدودیتی ندارد میتواند سیگنال با فرکانس های خیلی دقیق تولید کند.

تفاوت فانکشن ژنراتور و سیگنال ژنراتور

تفاوت اصلی فانکشن ژنراتور و سیگنال ژنراتور در تعداد شکل موجهای خروجی آنهاست. فانکشن ژنراتور قابلیت تولید انواع شکل موج های الکترونیکی با فرکانس و دامنه متفاوت را دارا می باشد؛ اما سیگنال ژنراتورها ، فقط قابلیت تولید شکل موج سینوسی را دارند! البته سیگنال ژنراتورهایی هم وجود دارند که علاوه بر تولید سیگنال RF، فانکشن ژنراتور نیز هستند.

تفاوت دیگر فانکشن ژنراتور و سیگنال ژنراتور این است که: سیگنال سینوسی تولید شده توسط سیگنال ژنراتورها دارای دامنه و فرکانس های بسیار بالا تری نسبت به فانکشن ژنراتورها می باشند. سیگنال ژنراتورها قابلیت تولید سیگنال سینوسی با مدولاسیون های مختلف را نیز داشته و همچنین توانایی انتخاب پله های متفاوت مابین دو فرکانس شروع و پایان را در اختیار کاربر قرار می دهند.

اما نام اصلی سیگنال ژنراتور، RF سیگنال ژنراتور می باشد که RF آن حذف گردیده است؛ و همانطور که از نامش پیداست مخصوص تولید سیگنال ها در محدوده RF یا Radio Frequency و ماکروویو می باشد.

گاهی در بیان شفاهی، مهندسان، فانشکن ژنراتور یا سیگنال ژنراتور را بجای هم استفاده می کنند که در اینصورت باید محدوده فرکانسی و ویژگی های خاص مثل مدولاسیون ها مشخص گردد.

کاربرد سیگنال ژنراتور

کاربرد این دستگاه در تست فرستنده ها، سیستم های WiFi، WiMAX، GPS، انتشار صوت و تصویر، مخابرات ماهواره ای و رادارها است. محدوده فرکانس سیگنال ژنراتورهای RF، از چند کیلو هرتز تا 150MHz به بالا است و در سیگنال ژنراتورهای ماکروویو کمتر از 1MHz تا 20GHz می باشد.

نکات مهم جهت خرید دستگاه فانکشن ژنراتور

احتمالا اولین چیزی که به آن توجه می کنید میزان پولی است که می خواهید برای خرید فانکشن ژنراتور صرف کنید. اما باید بانید که جدا از بحث هزینه، موارد مهمی در انتخاب فانکشن ژنراتور وجود دارد که به آنها اشاره خواهیم کرد:

توانایی تولید انواع مختلف شکل موج های الکترونیکی (سینوسی، مربعی، مثلثی، نویز و…)
مقدار دامنه و فرکانس خروجی دستگاه
تعداد کانال های خروجی دستگاه
سرعت نمونه برداری (مثلا 250MS/s )
قابلیت Sweep یا Burst
توانایی دیفرانسیل DC
سرعت تولید شکل موج یا رزولوشن (مثلا 12 بیتی)
قابلیت سنکرون کردن شکل موج تولید شده با سیگنال خارجی
داشتن شمارنده فرکانس یا فرکانس متر
توانایی ثبت و ذخیره سازی سیگنال
قابلیت ارتباط با PC