Máy phát chức năng – máy tạo sóng kiến thức mới năm 2023

Bộ tạo hàm là một dạng cụ thể của bộ tạo tín hiệu có thể tạo ra các dạng sóng có hình dạng thông thường. Không giống như bộ tạo RF và một số bộ khác chỉ tạo ra sóng sin, bộ tạo hàm có khả năng tạo ra các dạng sóng lặp đi lặp lại với một số hình dạng phổ biến.

Đặc biệt nó có thể được chế tạo để trở thành máy tạo sóng hình sin, máy tạo sóng vuông và máy tạo sóng tam giác.

Ngoài ra, một bộ tạo chức năng có thể thay đổi các đặc tính của dạng sóng, thay đổi độ dài của xung, tức là tỷ lệ không gian đánh dấu, hoặc độ dốc của các cạnh khác nhau của dạng sóng hình tam giác hoặc răng cưa, nhưng nó chỉ có thể tạo dạng sóng được tích hợp sẵn trong bộ tạo chức năng. Nó không thể được lập trình để tạo các dạng sóng bổ sung – một bộ tạo dạng sóng tùy ý, AWG là cần thiết cho việc này.

Ngoài việc chỉ tạo ra các dạng sóng, loại thiết bị thử nghiệm này có khả năng thêm một độ lệch DC vào tín hiệu. Điều này có thể rất hữu ích trong một số ứng dụng thử nghiệm.

Thông thường, máy phát chức năng chỉ có thể hoạt động ở tần số tương đối thấp, một số chỉ hoạt động ở tần số khoảng 100kHz, mặc dù các thiết bị kiểm tra đắt tiền hơn có thể hoạt động ở tần số cao hơn, lên đến 20 hoặc 30MHz.

Tính năng của bộ tạo chức năng

Tên của bộ tạo hàm xuất phát từ thực tế là nó có thể tạo ra một số hàm hoặc dạng sóng khác nhau.

Bộ tạo chức năng có khả năng tạo ra nhiều dạng sóng lặp lại khác nhau, thường từ danh sách dưới đây:

• Sóng sin: Một bộ tạo hàm thông thường sẽ có thể hoạt động như một bộ tạo sóng sin. Đây là dạng sóng chuẩn dao động giữa hai mức có dạng hình sin chuẩn. Sử dụng bộ tạo hàm làm bộ tạo sóng sin là một trong những ứng dụng được sử dụng phổ biến hơn. Sóng sin được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thử nghiệm.

• Sóng vuông: Một dạng sóng khác được sử dụng rất rộng rãi là sóng vuông. Nó bao gồm một tín hiệu di chuyển trực tiếp giữa các mức cao và thấp. Được sử dụng như một máy phát sóng vuông, thiết bị thử nghiệm này cung cấp một nguồn rất hữu ích của dạng sóng kỹ thuật số cơ bản.

• Xung: Dạng sóng xung là một dạng khác có thể được tạo ra bởi một bộ tạo chức năng. Nó có hiệu quả giống như sóng vuông, nhưng với tỷ lệ không gian đánh dấu rất khác 1: 1. Dạng sóng này một lần nữa thường được sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật số.

• Sóng tam giác: Dạng tín hiệu này được tạo ra bởi bộ tạo chức năng di chuyển tuyến tính giữa điểm cao và điểm thấp. Dạng sóng này thường được tạo ra bằng cách sử dụng một bộ khuếch đại hoạt động hoạt động như một bộ tích hợp. Bộ tạo dạng sóng tam giác thường cũng có đầu ra sóng vuông và nó được sử dụng làm cơ sở để tạo ra tất cả các dạng sóng trong thiết bị thử nghiệm bộ tạo chức năng.

• Dạng sóng tam giác thường được sử dụng trong thử nghiệm bộ khuếch đại – dễ thấy hiện tượng méo và cắt trên dạng sóng tam giác hơn nhiều so với dạng sóng sin.

• Sóng răng cưa: Một lần nữa, đây là một dạng sóng hình tam giác, nhưng với mép đi lên của dạng sóng nhanh hơn hoặc chậm hơn so với đường giảm, tạo nên một dạng có hình dạng tương tự như răng cưa. Nó được tạo ra bởi cùng một mạch như dạng sóng tam giác, nhưng với thời gian tăng và giảm khác nhau được tạo ra bằng cách thay đổi tốc độ điện tích cho các phần tử tăng và giảm của bộ tích hợp.

Đây là các dạng sóng cơ bản được tạo ra trong một thiết bị kiểm tra máy phát chức năng. Các dạng sóng này đáp ứng hầu hết các nhu cầu kiểm tra một số mặt hàng. Ở những nơi cần các dạng sóng chuyên biệt, thì cần phải có một bộ tạo dạng sóng tùy ý.

Điều khiển bộ tạo chức năng

Ngoài lựa chọn các dạng sóng cơ bản có sẵn, các điều khiển khác trên bộ tạo chức năng có thể bao gồm:

• Tần số: Như mong đợi, điều khiển này thay đổi tần số cơ bản mà dạng sóng lặp lại. Nó độc lập với kiểu dạng sóng.
• Loại dạng sóng: Điều này cho phép các loại dạng sóng cơ bản khác nhau được chọn:
  • Sóng hình sin
  • Sóng vuông
  • Sóng tam giác
• Độ lệch DC: Điều này làm thay đổi điện áp trung bình của tín hiệu so với 0V hoặc mặt đất.
• Chu kỳ nhiệm vụ: Điều khiển này trên bộ tạo chức năng thay đổi tỷ lệ thời gian điện áp cao và điện áp thấp trong tín hiệu sóng vuông, tức là thay đổi dạng sóng từ sóng vuông có chu kỳ làm việc 1: 1 thành dạng sóng xung, hoặc dạng sóng tam giác với thời gian tăng và giảm bằng nhau đối với một răng cưa.

Sử dụng bộ tạo hàm

Bộ tạo chức năng thường được sử dụng trong các bộ phận phát triển điện tử, thử nghiệm sản xuất và dịch vụ. Chúng cung cấp một dạng tạo sóng linh hoạt có thể được sử dụng trong nhiều thử nghiệm.

Các dụng cụ kiểm tra này rất linh hoạt và không được coi là dụng cụ chuyên dụng. Mặc dù chúng thường có thể tạo ra tín hiệu vào đầu thấp của phổ RF, nhưng thông thường một bộ tạo RF cụ thể sẽ được sử dụng, trừ khi không có sẵn.

Ngoài ra, chúng thường không được sử dụng để kiểm tra âm thanh hiệu suất vì mức độ biến dạng trên các aves hình sin thường được sử dụng sẽ có mức độ biến dạng cao hơn so với các bài kiểm tra này đôi khi yêu cầu. Một con số điển hình cho độ méo sóng hình sin có thể là khoảng 1%.

Nếu yêu cầu độ ổn định tần số rất cao, mười một số thiết bị thử nghiệm này cho phép tín hiệu đầu ra được khóa pha với nguồn khác.

Các loại trình tạo chức năng

Có một số dạng mà trình tạo hàm có thể thực hiện. Với công nghệ kỹ thuật số hiện đại có rất nhiều định dạng cho loại thiết bị xét nghiệm này.

• Dụng cụ thử nghiệm trên băng ghế dự bị: Hình thức sử dụng rộng rãi nhất của bộ tạo chức năng trong phòng thí nghiệm thử nghiệm là dụng cụ thử nghiệm được chứa trong hộp đặt trên băng ghế phòng thí nghiệm. Dụng cụ thử nghiệm này chứa nguồn điện, các điều khiển, màn hình hiển thị và tất nhiên là đầu nối đầu ra.
• Dụng cụ kiểm tra dựa trên giá đỡ: Một định dạng khác mà loại thiết bị kiểm tra này có thể sử dụng là một mô-đun trong hệ thống giá đỡ như PXI. Dựa trên PCI, hệ thống giá đỡ PXI đã được phát triển đặc biệt cho các ứng dụng thử nghiệm và bao gồm một khe cắm cho bộ điều khiển hoặc liên kết với máy tính. Khe cắm thẻ dụng cụ thử nghiệm vào khung máy, cho phép tạo ra một hệ thống thử nghiệm để đáp ứng nhu cầu của ứng dụng thử nghiệm cụ thể được yêu cầu. Thẻ dụng cụ kiểm tra có thể bao gồm bất kỳ loại dụng cụ kiểm tra nào bao gồm máy đo vôn, máy hiện sóng và tất nhiên là máy phát chức năng
• Bộ tạo chức năng USB: Một số bộ tạo chức năng nhỏ có sẵn làm dụng cụ kiểm tra dựa trên USB. Chúng chứa phần lõi của bộ tạo chức năng bên trong mô-đun kết nối với máy tính thông qua kết nối USB. Cách tiếp cận này có nghĩa là các giao diện nguồn và điều khiển có thể sử dụng PC thay vì phải tốn chi phí và không gian để cung cấp các giao diện này trong một hộp lớn hơn cho thiết bị thử nghiệm.
• Bộ tạo chức năng dựa trên máy tính: Một cách tiếp cận khác là sử dụng phần mềm dựa trên máy tính để cung cấp các dạng sóng cần thiết và sau đó sử dụng thẻ kỹ thuật số của đầu ra âm thanh của máy tính cho tín hiệu. Mặc dù rất rẻ, nhưng điều này có thể không có khả năng đầu ra và độ chính xác của các loại thiết bị thử nghiệm khác. Ngoài ra, nếu đầu ra bị hỏng do thử nghiệm và khả năng kết nối sai, v.v. thì có thể dẫn đến sửa chữa tốn kém.

Máy phát chức năng thường rất dễ vận hành. Với công nghệ xử lý hiện đại thường được bao gồm, điều này mang lại khả năng có nhiều tính năng bổ sung bao gồm dễ vận hành và điều khiển từ xa thông qua một hoặc nhiều tiêu chuẩn có sẵn.

Có rất nhiều loại máy phát chức năng tốt cho một số nhà sản xuất khác nhau và cũng có thể thông qua một số nhà phân phối khác nhau. Chi phí thường khá hợp lý vì chúng thường khá đơn giản và không yêu cầu các thành phần tần số quá cao. Các dụng cụ kiểm tra này có thể là analog hoặc kỹ thuật số. Các thiết bị tương tự có xu hướng sử dụng các bộ khuếch đại hoạt động làm cơ sở của thiết kế, nhưng các thiết bị kỹ thuật số có thể sử dụng một số dạng tổng hợp kỹ thuật số trực tiếp.