Gerador de funções

Princípios de operaçãoEditar

Geradores de funções simples geralmente geram formas de onda triangulares cuja frequência pode ser controlada suavemente, bem como em etapas. Esta onda triangular é usada como base para todas as suas outras saídas. A onda triangular é gerada carregando e descarregando repetidamente um condensador a partir de uma fonte de corrente constante. Isto produz uma rampa de tensão linearmente ascendente e descendente. Quando a tensão de saída atinge os limites superior ou inferior, o carregamento ou descarregamento é invertido utilizando um comparador, produzindo a onda triangular linear. Ao variar a corrente e o tamanho do condensador, podem ser obtidas diferentes freqüências. Ondas dente de serra podem ser produzidas carregando o capacitor lentamente com corrente baixa, mas usando um diodo sobre a fonte de corrente para descarregar rapidamente – a polaridade do diodo muda a polaridade do dente de serra resultante, ou seja, ascensão lenta e queda rápida, ou ascensão rápida e queda lenta.

Uma onda quadrada de ciclo de trabalho de 50% é facilmente obtida observando se o capacitor está sendo carregado ou descarregado, o que é refletido na saída do comparador de comutação de corrente. Outros ciclos de funcionamento (teoricamente de 0% a 100%) podem ser obtidos usando um comparador e o sinal do dente de serra ou triângulo. A maioria dos geradores de funções também contém um circuito de formação de díodos não-lineares que pode converter a onda triangular em uma onda senoidal razoavelmente precisa, arredondando os cantos da onda triangular em um processo semelhante ao recorte em sistemas de áudio.

Um contador de anéis de caminhada, também chamado de contador Johnson, e um circuito de formação de resistências (linear) é uma forma alternativa de produzir uma aproximação de uma onda senoidal.Dois desses contadores de anéis de caminhada são talvez a maneira mais simples de gerar o teclado de mudança de freqüência em fase contínua, utilizado em sinalização de multifrequência de dois tons e tons iniciais de modem.

Um gerador de funções típicas pode fornecer freqüências de até 20 MHz. Geradores de RF para frequências mais altas não são geradores de função no sentido estrito, uma vez que normalmente produzem apenas sinais senoidais puros ou modulados.

Geradores de função, como a maioria dos geradores de sinais, também podem conter um atenuador, vários meios de modulação da forma de onda de saída, e muitas vezes a capacidade de automaticamente e repetitivamente “varrer” a frequência da forma de onda de saída (por meio de um oscilador controlado por tensão) entre dois limites determinados pelo operador. Esta capacidade torna muito fácil avaliar a resposta de freqüência de um determinado circuito eletrônico.

Alguns geradores de funções também podem gerar ruído branco ou rosa.

Geradores de funções mais avançadas são chamados geradores de formas de onda arbitrárias (AWG). Eles usam técnicas de síntese digital direta (DDS) para gerar qualquer forma de onda que possa ser descrita por uma tabela de amplitudes e passos de tempo.

EspecificaçõesEditar

Especificações típicas para um gerador de funções de uso geral são:

• Produz saída senoidal, quadrada, triangular, dente de serra (rampa), e pulso. Geradores de forma de onda arbitrária podem produzir ondas de qualquer forma.
• Pode gerar uma vasta gama de frequências. Por exemplo, o Tektronix FG 502 (ca 1974) cobre de 0,1 Hz a 11 MHz.
• Estabilidade de frequência de 0,1% por hora para geradores analógicos ou 500 ppm para um gerador digital.
• Máxima distorção de onda sinusoidal de cerca de 1% (precisão da rede de moldagem de diodos) para geradores analógicos. Geradores de forma de onda arbitrária podem ter distorção inferior a -55 dB abaixo de 50 kHz e inferior a -40 dB acima de 50 kHz.
• Alguns geradores de funções podem ser bloqueados por fase a uma fonte de sinal externa, que pode ser uma referência de frequência ou outro gerador de funções.
• Modulação de amplitude (AM), modulação de frequência (FM), ou modulação de fase (PM) podem ser suportados.
• Amplitude de saída até 10 V pico a pico.
• A amplitude pode ser modificada, normalmente por um atenuador calibrado com passos de década e ajuste contínuo dentro de cada década.
• Alguns geradores fornecem uma tensão de desvio DC, por exemplo, ajustável entre -5V a +5V.
• Uma impedância de saída de 50 Ω.

SoftwareEdit

Uma abordagem completamente diferente para a geração de funções é usar instruções de software para gerar uma forma de onda, com previsão de saída. Por exemplo, um computador digital de uso geral pode ser usado para gerar a forma de onda; se o intervalo de frequência e amplitude forem aceitáveis, a placa de som instalada na maioria dos computadores pode ser usada para a saída da onda gerada.