Функциональный генератор

Блок-схема простейшего функционального генератора приведена на рисунке 1.7. Он включает генератор прямоугольного и треугольного напряжения и блок формирования синусоидального сигнала.

Рисунок 1.7 - Блок-схема функционального генератора

Как показано ранее, генератор прямоугольного и треугольного напряжения состоит из триггера Шмитта и интегратора, образующих замкнутый контур. Блок формирования синусоидального сигнала обычно представляет собой нелинейный функциональный преобразователь, например, на основе аналогового перемножителя. Если частота генератора постоянна, то в качестве блока формирования синусоидального сигнала можно использовать также фильтр нижних частот с полосой пропускания несколько выше частоты требуемого синусоидального сигнала.

Функциональные генераторы имеют ряд недостатков. Например, на рисунке 1.8 показано характерное искажение формы сигнала в виде его «разрыва» на вершине, вызванное искажениями при коммутации ключа в схеме формирования сигнала. Это искажение переносится и на синусоидальное напряжение. Данное искажение можно увидеть на осциллографе при крупном масштабе.

Рисунок 1.8 – «Разрыв» треугольного сигнала

Функциональный генератор ni elvis

Функциональные генераторы производятся некоторыми фирмами в виде ИМС. Например, в учебной установке NI ELVIS компании National Instrument функциональный генератор строится на базе интегральной микросхемы функционального генератора XR 2206.

XR-2206 является монолитной интегральной схемой функционального генератора, способной вырабатывать высококачественный синусоидальный, прямоугольный, треугольный, пилообразный сигнал, и импульсы произвольной формы высокой стабильности и точности.

Схема идеально подходит для коммуникаций, разработки различных устройств и изготовления функционального измерительного генератора.

Вырабатываемое напряжение может быть модулировано внешним напряжением по амплитуде или частоте. Частота операции может быть внешне регулируема в диапазоне от 0,01Hz до более чем 1 МГц.

Возможен режим FSK (freguency shift keying) - представление данных при помощи сигнала с частотной манипуляцией (модулирующим сигналом является бинарный сигнал) - популярный метод представления двоичных данных для передачи по телефонным линиям.

XR-2206 имеет превосходную температурную стабильность, 20 ppm/°C.

Предусмотрен режим качания частоты с внешним управляющим напряжением и амплитудой качания 2000:1, при низком искажении формы. Искажение формы синусоидального напряжения не более 0.5%.

Обобщенная блок-схема функционального генератора NI ELVIS показана на рисунке 1.9. Интегральная микросхема XR 2206 вырабатывает напряжения с возможностями выбора формы, амплитудной и частотной модуляции.

Амплитуду выходного сигнала можно регулировать с помощью внутреннего 8-разрядного цифроаналогового преобразователя или вручную с помощью ручки на панели управления настольной рабочей станции NI ELVIS.

Грубая установка частоты осуществляется с использованием одного из четырех конденсаторов частотной селекции. Точная настройка частоты осуществляется с помощью встроенного 8-разрядного цифроаналогового преобразователя.

Выходной сигнал FUNC_OUT через схему единичного усиления и резистор 50 Ом подается на другие приборы NI ELVIS. На защитную плату сигнал функционального генератора проходит через защитный резистор 100 Ом, размыкаемый при перегрузке по току.

С _1-4

Рисунок 1.9 - Блок-схема функционального генератора