ファンクションジェネレータ

動作原理編

単純なファンクションジェネレータは、通常、周波数をステップ状に滑らかに制御できる三角波を発生させます。 この三角波は、他のすべての出力のベースとして使用されます。 三角波は、定電流源からコンデンサへの充電と放電を繰り返すことで生成されます。 これにより、直線的に上昇・下降する電圧ランプが生成されます。 出力電圧が上限または下限に達すると、コンパレータにより充電または放電が反転し、直線的な三角波が生成されます。 電流とコンデンサの大きさを変えることにより、異なる周波数を得ることができます。 ダイオードの極性によって、鋸歯状波の極性が変わります。つまり、ゆっくりとした上昇と速い下降、または速い上昇と遅い下降です。 その他のデューティ・サイクル(理論的には0%から100%)は、コンパレータとノコギリ波または三角波の信号を使用することによって得ることができます。 ほとんどのファンクション・ジェネレータは非線形ダイオード整形回路も含んでおり、オーディオ・システムにおけるクリッピングに似たプロセスで三角波の角を丸めることにより、三角波を適度に正確な正弦波に変換できます。

ジョンソン・カウンタとも呼ばれる歩行リングカウンタと（線形）抵抗のみの整形回路は、正弦波の近似値を生成する別の方法です。このような2つのウォーキング・リング・カウンタは、デュアルトーン多周波信号や初期のモデム・トーンに使用される連続位相周波数シフト・キーイングを生成する最もシンプルな方法です。

典型的なファンクション・ジェネレータは、20 MHzまでの周波数を提供できます。それ以上の周波数のRFジェネレータは、通常、純粋または変調したサイン信号のみを生成するので、厳密な意味でのファンクション・ジェネレータではないです。 この機能により、与えられた電子回路の周波数応答を非常に簡単に評価できる。

いくつかのファンクション・ジェネレータは、ホワイトノイズやピンクノイズも生成できる。

より高度なファンクション・ジェネレータは任意波形発生器（AWG）と呼ばれる。

SpecificationsEdit

汎用ファンクション・ジェネレータの典型的な仕様は以下のとおりです：

• Sine, Square, Triangular, Sawtooth (ramp), and pulse output. 任意波形発生器は、任意の形状の波を発生させることができます。
• 幅広い周波数を発生させることができます。 例えば、テクトロニクス社のFG502（1974年頃）は0.1Hzから11MHzまでカバーしている。
• 周波数安定度は、アナログ・ジェネレータで毎時0.1％、デジタル・ジェネレータで500ppm。
• アナログ・ジェネレータの最大正弦波歪は約1％（ダイオード整形ネットワークの精度）です。 任意波形発生器は、50kHz以下では-55dB以下、50kHz以上では-40dB以下の歪みとすることができます。
• 一部のファンクション ジェネレーターは、周波数基準または別のファンクション ジェネレーターである外部信号源に位相ロックすることが可能です。
• 出力振幅は最大 10 V peak-to-peak です。
• 振幅は、通常、10 進ステップと各 10 進内の連続調整を行う校正済みアッテネータで変更できます。
• 一部のジェネレータでは、例えば、-5V ～ +5V で調整できる DC オフセット電圧を提供しています。
• 出力インピーダンス50Ω。

SoftwareEdit

関数生成に対するまったく異なるアプローチは、波形を生成するためにソフトウェア命令を使用し、出力するための準備をすることです。 例えば、汎用のデジタルコンピュータで波形を生成し、周波数範囲と振幅が許せば、ほとんどのコンピュータに装備されているサウンドカードを使って生成した波を出力することができる。