Generator funkcyjny – profesjonalne analizowanie przebiegów
-
Co to jest generator funkcyjny?
-
Jakie są wersje i rodzaje generatorów funkcyjnych?
-
Kryteria zakupu - co jest ważne?
-
Wskazówka: Jak kupić odpowiedni generator funkcyjny
-
Akcesoria do generatorów funkcyjnych
Co to jest generator funkcyjny?
Generatory funkcyjne generują okresowe sygnały elektryczne o różnych kształtach sygnałów. Najbardziej znane to sygnały sinusoidalne, kwadratowe, trójkątne i rampowe. Umożliwiają ponadto zdefiniowanie dowolnych własnych kształtów sygnału. Amplitudę i częstotliwość tych sygnałów wyjściowych można regulować, przy czym zwykle stosuje się konwencjonalne amplitudy TTL i CMOS, które w razie potrzeby mogą być zasilane dodatnim lub ujemnym napięciem przesunięcia stałego o wartości kilku woltów. Zakres częstotliwości zaczyna się z reguły od ułamków herca, a w przypadku wysokiej jakości urządzeń sięga do 3-cyfrowego zakresu MHz. Funkcja przemiatana, zwana również wobbler, pozwala dodatkowo modulować cyklicznie rzeczywisty kształt sygnału między dwiema definiowalnymi wartościami granicznymi. Jeżeli dostępne jest odpowiednie wejście, sygnał podstawowy może być modulowany także przez wprowadzenie sygnału zewnętrznego.
Specjalne generatory funkcji HF pokrywają wyższe zakresy częstotliwości aż do zakresu gigaherców. Generatory funkcyjne i generatory arbitralne to zaawansowane technicznie, funkcjonalne oraz zapewniające wysoką precyzję pomiarów wyposażenie warsztatu lub laboratorium.
Jakie są wersje i rodzaje generatorów funkcyjnych?
Zasadniczo rozróżnia się urządzenia wolnostojące, które są wyposażone w elementy sterujące i własny wyświetlacz oraz generatory funkcyjne USB do podłączenia do komputera. Te ostatnie nie mają ani elementów wskaźnikowych, ani sterujących, ale są w pełni obsługiwane za pomocą dostarczonego oprogramowania komputerowego. Jedyne, co mają wspólnego z ich konwencjonalnymi odpowiednikami, to połączenia wejść pomiarowych i wyjść sygnałowych. Zaletą w porównaniu z tanimi urządzeniami o tradycyjnej konstrukcji bez interfejsu jest wygodna i przejrzysta obsługa za pomocą monitora PC lub notebooka. Ponadto w przypadku arbitralnych generatorów funkcji własne kształty sygnałów mogą być stosunkowo wygodnie edytowane i przechowywane do przyszłych zastosowań. W przypadku samodzielnych generatorów funkcyjnych, interfejs i oprogramowanie są często opcjami, które podlegają dopłatom lub są dostępne w standardzie tylko w lepiej wyposażonych urządzeniach.
Z drugiej strony, brak elementów obsługi w postaci przycisków i pokręteł może komplikować pracę na stanowisku badawczym lub przynajmniej wymagać od operatora przyzwyczajenia się do systemu i regulacji. Jeśli kilka urządzeń pomiarowych USB ma być sterowanych jednocześnie za pomocą komputera PC, równoczesna prezentacja, jak i obsługa mogą być nieprzejrzyste. Niektóre generatory funkcyjne posiadają dodatkowo zintegrowany licznik częstotliwości. Umożliwia on precyzyjny pomiar częstotliwości zewnętrznych sygnałów i dokładną kontrolę częstotliwości wyjściowej. Ponadto dostępne są przenośne generatory funkcyjne w formacie kieszonkowym, które pracują z baterią lub akumulatorem. Pod względem wydajności oraz jakości sygnału mają pewne ograniczenia i zalecane są raczej do prostych zadań.
Kryteria zakupu generatorów funkcyjnych - co jest ważne?
Do kluczowych parametrów generatorów funkcyjnych zalicza się ich pamięć, próbkowanie, pasmo i efektywną liczbę bitów. Podczas wyboru odpowiedniego urządzenia należ zwrócić uwagę również na współczynnik zniekształceń nieliniowych, czasy narastania i opadania, współczynnik THD, a także ilość obsługiwanych kanałów.
Częstotliwość próbkowania (wyrażana w GSa/s) to kolejny istotny parametr, który określa, ile próbek może przetworzyć urządzenie w określonym czasie. Wraz ze wzrostem próbkowania zwiększa się wykorzystanie pamięci i maleje czas sygnału. Określa on, jak długi unikalny sygnał można wygenerować za pomocą oscyloskopu.
W przypadku aplikacji audio przydatne jest, jeśli generator funkcji może generować szum biały lub różowy. Jeśli wbudowane standardowe przebiegi nie są wystarczające, potrzebny będzie generator funkcji arbitralnych. W ten sposób można uzyskać prawie każdy samoczynnie zdefiniowany przebieg i często całe sekwencje różnych przebiegów fal i ramp. Dla uzyskania wysokiej jakości sygnału należy zwrócić uwagę na niski współczynnik zniekształceń i niskie wartości drgań. W przypadku sygnałów arbitralnych ważna jest częstotliwość próbkowania, dowolna rozdzielczość i maksymalna długość sygnału.
Jeśli generator funkcyjny ma zostać zintegrowany z systemem testowym, potrzebny jest odpowiedni interfejs. Oprócz dobrze znanego interfejsu USB, w obszarze profesjonalnym można znaleźć interfejsy IEEE-488 (GPIB) i RS-232. Korzystne są tu również wejścia dla zewnętrznych sygnałów wyzwalających i modulacji. Wielu producentów oferuje 19-calowe rozwiązania montażowe, co ułatwia umieszczenie urządzenia w odpowiedniej szafie.
Jeśli generator funkcji jest urządzeniem wymagającym kalibracji, zaleca się wcześniejsze upewnienie się, że można urządzenie skalibrować zgodnie z odpowiednim standardem np. ISO lub DAkkS. Ważna jest dobra ergonomia obsługi, przejrzysta struktura elementów i czytelny wyświetlacz.
Budowa modułowa jest zawsze korzystna, gdyż wymagania mogą z czasem rosnąć. Niektórzy producenci oferują liczne możliwości modernizacji w postaci modułów interfejsów, aktualizacji arbitralnych i zwiększenia przepustowości. Takie rozwiązanie może sprawić, że kosztowny nowy zakup będzie zbędny, jeśli istniejące urządzenie ma możliwość odpowiedniej modernizacji.
Wskazówka: Jak kupić odpowiedni generator funkcyjny
Przed zakupem generatora powinieneś zapoznać się z kluczowymi parametrami. Dzięki temu będziesz w stanie podjąć bardziej świadomą i lepszą decyzję zakupową, która pozwoli oszczędzić zarówno czas, jak i pieniądze.
Należy obliczyć określoną rezerwę bezpieczeństwa dla maksymalnej częstotliwości. Z reguły jakość sygnału zmniejsza się zauważalnie im bliżej jest do maksymalnej częstotliwości generatora funkcji. Tylko urządzenia z górnego segmentu cenowego nadal dostarczają sygnały, które są prawie tak samo czyste jak te o niższych częstotliwościach, nawet w swoich zakresach granicznych. W przeciwnym razie, współczynnik zniekształceń znacznie wzrasta, a ograniczony czas narastania i opadania sygnału jest szczególnie zauważalny w przypadku sygnałów o fali kwadratowej w postaci coraz bardziej "wypłaszczonych" krawędzi.
Przy częstej pracy z samodzielnie ukształtowanymi formami sygnału (funkcje arbitralne), ważne jest, aby do urządzenia dołączone był oprogramowanie komputerowe, a generator funkcyjny był wyposażony w gniazdo USB, które umożliwia łatwe przesyłanie nowych kształtów sygnałów. Pozwala to również na wymianę już utworzonych konfiguracji pomiędzy kilkoma instrumentami tego samego typu, a dodatkowo tworzenie i edycja dowolnych sygnałów za pomocą oprogramowania jest na ogół dużo łatwiejsza i bardziej komfortowa niż w przypadku zintegrowanego edytora na urządzeniu. Wystarczająca ilość miejsc w pamięci na dodatkowe przebiegi i sekwencje zapisywane w urządzeniu eliminuje konieczność ciągłego usuwania i odtwarzania.
Jeśli potrzebujesz licznika częstotliwości, generator funkcyjny ze zintegrowaną funkcją licznika częstotliwości może w wielu przypadkach sprawić, że zakup tego dodatkowego urządzenia nie będzie konieczny.
Akcesoria do generatorów funkcyjnych
Dostępne są ekranowane przewody pomiarowe i zestawy przewodów testowych w różnych wersjach i długościach, aby dopasować je do gniazd przyłączeniowych generatorów funkcyjnych. Posiadamy w ofercie również zestawy adapterów RF, rezystory terminujące i przelotowe oraz tłumiki. W zależności od producenta i typu urządzenia dostępne są również różne opcje aktualizacji.