Function Generator เป็นเครื่องมือประเภทหนึ่งที่ใช้ในการสร้างรูปคลื่นประเภทต่างๆเช่นรูปคลื่นไซน์สามเหลี่ยมสี่เหลี่ยมรูปสี่เหลี่ยม รูปคลื่นประเภทต่างๆมีความถี่ที่แตกต่างกันซึ่งสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้เครื่องมือเป็นตัวสร้างฟังก์ชัน นี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า สร้างรูปคลื่นห้าประเภท ได้แก่ รูปคลื่นไซน์สี่เหลี่ยมจัตุรัสฟันเลื่อยสามเหลี่ยมและสี่เหลี่ยมผืนผ้า เครื่องกำเนิดฟังก์ชันมีสองประเภทคืออนาล็อกและดิจิตอล ความถี่ที่มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้สูงถึง 20 MHz คำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้จะกล่าวถึงในบทความนี้พร้อมกับแผนภาพวงจรและแผนภาพบล็อก
Function Generator คืออะไร?
คำจำกัดความ: ฟังก์ชันเจนเนอเรเตอร์ถูกกำหนดให้เป็นอุปกรณ์ประเภทหนึ่งที่สร้างรูปคลื่นประเภทต่างๆเป็นสัญญาณเอาต์พุต รูปคลื่นทั่วไปที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ ได้แก่ คลื่นไซน์คลื่นสี่เหลี่ยมคลื่นสามเหลี่ยมและคลื่นฟันเลื่อย รูปคลื่นของความถี่เหล่านี้อาจปรับได้จากเฮิรตซ์เป็นร้อยกิโลเฮิรตซ์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ถือเป็นเครื่องมือที่หลากหลายที่สุดในห้องปฏิบัติการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากรูปคลื่นที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้มีการใช้งานในพื้นที่ต่างๆ
เครื่องกำเนิดฟังก์ชันอนาล็อกและเครื่องกำเนิดฟังก์ชันดิจิตอลเป็นประเภทของเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอนาล็อกคือประหยัดค่าใช้จ่ายใช้งานง่ายมีความยืดหยุ่นความกว้างและความถี่สามารถปรับได้ ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบดิจิทัลคือมีความแม่นยำและเสถียรภาพสูง ข้อเสียเปรียบหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดิจิทัลนี้มีความซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง
แผนภาพบล็อกตัวสร้างฟังก์ชัน
แผนภาพบล็อกของเครื่องกำเนิดฟังก์ชันประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่ เครือข่ายควบคุมความถี่แหล่งจ่ายกระแสคงที่ 1 แหล่งจ่ายกระแสคงที่ 2 ตัวรวมตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้ามัลติไวเบรเตอร์ตัวเก็บประจุวงจรสร้างไดโอดต้านทานและแอมพลิฟายเออร์เอาต์พุตสองตัว แผนภาพบล็อกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้แสดงในรูปด้านล่าง
แผนภาพบล็อกตัวสร้างฟังก์ชัน
ความถี่สามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแปลงขนาดปัจจุบัน อุปกรณ์จ่ายกระแสคงที่สองตัวจะเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณเอาต์พุต รูปคลื่นเอาท์พุตที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้คือรูปไซน์สามเหลี่ยมและสี่เหลี่ยม ช่วงความถี่ของรูปคลื่นเหล่านี้มีตั้งแต่ 0.01 Hz ถึง 100 kHz เครือข่ายควบคุมความถี่จะควบคุมความถี่ที่แผงด้านหน้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้และมีปุ่มที่เรียกว่าการควบคุมความถี่ ความถี่ของรูปคลื่น o / p สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยใช้ปุ่มนี้และเปลี่ยนความถี่
เครือข่ายควบคุมความถี่ให้แรงดันไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้านี้จะไปควบคุมแหล่งจ่ายกระแสคงที่สองแหล่งเช่นบนและล่าง แรงดันเอาท์พุทแรกของแหล่งจ่ายกระแสคงที่สามารถเพิ่มขึ้นเป็นเชิงเส้นตามเวลาในขณะที่แหล่งกระแสไฟฟ้าที่ต่ำกว่าให้แรงดันไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนแรงดันขาออกของอินทิเกรเตอร์ซึ่งจะลดลงตามเวลา แรงดันไฟฟ้าขาออกของอินทิเกรเตอร์เนื่องจากแหล่งกำเนิดกระแสบนจะแสดง
เมื่อความลาดชันของแรงดันไฟฟ้า o / p เพิ่มขึ้นหรือลดลงแหล่งจ่ายกระแสคงที่ 1 จะเพิ่มขึ้นหรือลดลง แหล่งที่มาของกระแสคงที่ที่ต่ำกว่าสองแหล่งจ่ายการควบคุมย้อนกลับไปยังตัวรวมและเนื่องจากกระแสย้อนกลับนี้แรงดันไฟฟ้าขาออกของตัวรวมจึงลดลงเป็นเส้นตรงตามเวลา เอาต์พุตของเครื่องเปรียบเทียบให้คลื่นสี่เหลี่ยมซึ่งมีความถี่เดียวกับแรงดันไฟฟ้าขาออก เครือข่ายไดโอดความต้านทานจะเปลี่ยนความชันของรูปคลื่นสามเหลี่ยมเนื่องจากแอมพลิจูดของมันสร้างและเปลี่ยนรูปคลื่นไซน์ด้วย a<1% distortion. The output waveforms of this generator are shown below.
รูปคลื่นเอาต์พุตของฟังก์ชัน Generator
ด้วยวิธีนี้รูปคลื่นทั้งสามประเภทถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ซึ่งมีความถี่ต่างกัน แหล่งสัญญาณนาฬิกาการทดสอบระยะขอบเวลาการทดสอบแหล่งจ่ายไฟ dc การทดสอบ DAC เสียงเป็นแอปพลิเคชันบางอย่างของเครื่องกำเนิดฟังก์ชัน
ผลิตภัณฑ์เครื่องกำเนิดฟังก์ชัน
ผลิตภัณฑ์เครื่องกำเนิดฟังก์ชันประเภทต่างๆแสดงอยู่ในตารางด้านล่าง
ส. อบจ | หมายเลขรุ่น | ความถี่ | ยี่ห้อ | หมายเลขรุ่น | รูปคลื่น |
1 | MetroQ MTQ 201T | 2Hz ถึง 200KHz | เมโทรคิว | MTQ 201T | ไซน์สแควร์และคลื่นสามเหลี่ยม |
สอง | เครื่องกำเนิดฟังก์ชันความถี่เสียง | 0.2Hz ถึง 200 kHz | ASICO | AE 512 | ไซน์สแควร์คลื่นสามเหลี่ยม |
3 | Metravi FG-5000 | 1 เฮิร์ต - 5 เมกะเฮิร์ตซ์ | Metravi | FG-5000 | ไซน์สามเหลี่ยมสแควร์ทางลาดคลื่นพัลส์ |
4 | เมโทรคิว MTQ 1001 | 0.1Hz ถึง 1MHz | เมโทรคิว | MTQ 1001 | ไซน์สแควร์และสามเหลี่ยมและเอาต์พุต TTL |
5 | HTTC FG-2002 | 0.2 เฮิร์ต ~ 2 เมกะเฮิร์ตซ์ | นาอาฟี | FG-2002 | Sine Wave, Square Wave และ Triangle Wave |
Function Generator Circuit Diagram พร้อม LM324 Op-Amp
LM324 เป็นวงจรรวม 14 พินแผนภาพวงจรของเครื่องกำเนิดฟังก์ชันที่มี LM324 แสดงอยู่ด้านล่าง ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับวงจรนี้คือชิป LM324 op-amp ตัวต้านทาน10kΩสองตัวตัวต้านทาน100kΩสี่ตัวตัวต้านทาน22kΩตัวต้านทาน220kΩตัวเก็บประจุเซรามิก1μFตัวเก็บประจุเซรามิก 33 nF ตัวเก็บประจุ 10nF และโพเทนชิออมิเตอร์ 100k Ω วงจรประกอบด้วยสามการทำงาน เครื่องขยายเสียง แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการตัวแรกสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการตัวที่สองสร้างเอาต์พุตคลื่นสามเหลี่ยมและแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการตัวที่สามสร้างเอาต์พุตคลื่นไซน์
Function Generator Circuit Diagram พร้อม LM324 Op-Amp
แผนภาพพินของ LM324 IC แสดงไว้ด้านล่าง
LM324 IC Pin Diagram
LM324 เป็นชิปในตัวที่ประกอบด้วย 14 พิน พิน 1, 7,8,14 เป็นพินเอาท์พุตพิน 2,6,9,4 เป็นพินอินพุทกลับด้านและพิน 3,5,10, 12 เป็นพินอินพุทที่ไม่กลับด้าน, พิน 4 คือ Vcc (แหล่งจ่ายไฟ) และพิน 11 คือกราวด์
ข้อมูลจำเพาะ
ข้อมูลจำเพาะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอเนกประสงค์แสดงไว้ด้านล่าง
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้สร้างรูปคลื่นห้าประเภท
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้สร้างความถี่ช่วงกว้าง
- สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอนาล็อกความเสถียรของความถี่คือ 0.1% ต่อชั่วโมง
- ความผิดเพี้ยนของคลื่นไซน์สูงสุดสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะนาล็อกคือประมาณ 1%
- การมอดูเลต AM (Amplitude Modulation), FM ( การปรับความถี่) หรือ PM (Phase Modulation) ได้รับการสนับสนุน
- เอาต์พุตแอมพลิจูดสูงสุด 10V
ข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัย
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัยบางประการของเครื่องกำเนิดฟังก์ชันคือ
- ใช้การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสม
- จัดให้มีการระบายอากาศที่เหมาะสม
- อย่าทำงานที่ความถี่และแรงดันสูง
คำถามที่พบบ่อย
1). อะไรคือความแตกต่างระหว่างเครื่องกำเนิดสัญญาณและตัวกำเนิดฟังก์ชัน?
เครื่องกำเนิดฟังก์ชันจะสร้างรูปคลื่นหลายรูปแบบเช่นคลื่นไซน์คลื่นฟันเลื่อยคลื่นสามเหลี่ยมคลื่นสี่เหลี่ยมผืนผ้าและรูปคลื่นสี่เหลี่ยม แต่ในกรณีของเครื่องกำเนิดสัญญาณจะสร้างเฉพาะคลื่นไซน์เท่านั้น
2). ตัวสร้างฟังก์ชันลอจิกคืออะไร?
เครื่องกำเนิดฟังก์ชันลอจิกเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่สร้างสัญญาณไบนารี
3). เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานอย่างไร?
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปลงพลังงานจากเครื่องจักรกลเป็นไฟฟ้าและทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า
4). เครื่องกำเนิดฟังก์ชันใช้ที่ไหน?
เครื่องกำเนิดฟังก์ชันที่ใช้ในการสร้างรูปคลื่นต่างๆเช่นรูปคลื่นไซน์รูปคลื่นฟันเลื่อยเป็นต้น
5). เครื่องกำเนิดฟังก์ชันประเภทใดบ้าง?
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีสองประเภทคือเครื่องกำเนิดฟังก์ชันอนาล็อกและดิจิตอล
ในบทความนี้ภาพรวมของ เครื่องกำเนิดฟังก์ชันทำงาน แผนภาพวงจรพร้อมแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM324 แผนภาพบล็อกแผนภาพพินของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ LM324 รูปคลื่นเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดฟังก์ชันจะกล่าวถึง นี่คือคำถามสำหรับคุณช่วงความถี่ของเครื่องกำเนิดฟังก์ชันคืออะไร?