فانکشن ژنراتور یکی از انواع تجهیزات آزمایشگاهی است که توانایی تولید سیگنال یا شکل موج هایی مانند شکل موج سینوسی، مربعی و مثلثی و .. را با دامنه ها و فرکانس های مختلف دارد. از این سیگنال ها و شکل موج ها می توان به عنوان منبع تغذیه مدارهای الکترونیکی و مخابراتی استفاده کرد.

کاربرد فانکشن ژنراتور بیشتر در مراکز تحقیق و توسعه و آموزشگاه های الکترونیکی در دانشگاه ها، در تعمیرگاه های برق و الکترونیک، تست مدار، بررسی مشخصات پاسخ فرکانسی و تزریق سیگنال درون مدار و .. می باشد.

فاکتورهای مهم در انتخاب یک فانکشن ژنراتور مواردی مانند محدوده فرکانس، دامنه سیگنال پیک به پیک، سرعت نمونه برداری (مثلا 250MS / s)، وضوح (مثلاً 12 بیت)، تعداد کانال های خروجی، نوع توابع (سینوس، مربع، مثلثی، نویز و غیره)، قابلیت Sweep یا Burst، قابلیت اتصال به کامپیوتر، تولید مدولاسیون هایی مانند AM، FM و غیره، داشتن فرکانس سنج یا فرکانس سنج می باشد.

در مواردی که به سیگنال های محرک پایدار و قابل تکرار نیاز است، از فانکشن ژنراتور استفاده می شود.

فانکشن ژنراتور چیست؟

یکی از اصلی ترین و پرکاربردترین ابزار آلات مورد استفاده در آزمایشگاه‌های الکترونیک، فانکشن ژنراتور معرفی شده است. این محصول به منظور طراحی و یافتن عیوب الکترونیکی،جهت شبیه سازی فعالیت‌های طبیعی مدار مورد نظر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین با هدف آزمایش دستگاه فیزیکی و ترنسدیوسرها استفاده از این محصول مطمئن و مستحکم ضروری است در واقع کلیه این فعالیت‌ها توسط سیگنال‌های تولید شده از فانکشن ژنراتور‌ها انجام می پذیرد. 

یکی از قسمت‌های مهم دستگاه آزمایش الکترونیکی، فانکشن ژنراتور نام دارد. این محصول به صورت یک نرم افزار جهت تولید انواع گوناگون امواج الکترونیکی در بازه گسترده ای از بسامد‌ها مورد استفاده قرار می گیرد.  در واقع این دستگاه قابلیت تولید امواج فرکانسی به صورت مثلث، مربع یا سینوسی را دارد.بنابراین با به کارگیری این دستگاه توانایی این را دارید که فرکانسهایی را با موج‌های گوناگون تقریباً بین هرتز و کیلو هرتز ایجاد نمایید.

سوئیپ فانکشن ژنراتور

سوئیپ فانکشن ژنراتور قابل برنامه ریزی علاوه بر تولید سیگنال های اصلی (مربع، مثلثی، سینوسی و غیره)، قادر به تولید سیگنال های سوئیپ نیز می باشد.

سوئیپ به این معنی است که سیگنالی با فرکانس متغیر در زمان مشخصی تولید می کند(مثلاً تغییر فرکانس از 100 هرتز به 1 کیلوهرتز در 10 ثانیه). 

این سوئیپ فانکشن ژنراتور علاوه بر حالت سوئیپ، قابلیت تولید مدولاسیون های AM, FM, PM, FSK را دارد و همچنین دارای حالت پشت سر هم می باشد.

آموزش کار با فانکشن ژنراتور

در ادامه توضیحاتی راجب پنل کیبورد فانکشن ژنراتور به عنوان مثال آورده شده است. یک فانکشن ژنراتور، معمولا دارای کلیدهای زیر است:

1. ورنیه فرکانس: فرکانس موج خروجی؛ حاصل ضرب مقدار تنظیم شده ورنیه و مقدار محدوده فرکانس 
2. کلید روشن و خاموش
3.  کلید روشن و خاموش جاروب:  با فشار دادن این کلید موج SWEEP و در حالت خاموش موج CW تولید می شود. 
4.  WIDTH(عرض جاروب ) :این ولوم فرکانس بالای جاروب را تنظیم می کند و فرکانس پایین جاروب توسط فرکانس ورنیه تنظیم می شود.
5. کلید انتخاب خطی و LOG (لگاریتمی) 
6. ولم تنظیم جاروب زمان
7. حجم تنظیم دامنه موج حامل: برای کنترل دامنه موج حامل برای مدولاسیون دامنه
8. کلید روشن / خاموش مدولاسیون
9.  AM مدولاسیون برای کنترل درصد مدولاسیون
10. افست dc : برای افزودن ولتاژ DC به سیگنال خروجی که با بیرون کشیدن دکمه فعال می شود، با چرخاندن آن به سمت راست به موج خروجی ولتاژ مثبت و با چرخش به موج خروجی ولتاژ منفی اضافه می شود. آن را به سمت چپ هنگامی که کلیدهای حالت کار همه بیرون هستند، ولتاژ خروجی فقط DC خواهد بود.
11. تضعیف کننده خروجی: زمانی که بار خروجی 50 اهم باشد با فشردن این دکمه محدوده خروجی 20 دسی بل کاهش می یابد. 
12. ولوم تنظیم دامنه خروجی
13.  ترمینال خروجی: تمامی شکل موج های خروجی با امپدانس خروجی 50 اهم از این ترمینال موجود است.
14.  تنظیم صدای تقارن برای شکل موج های دندانه اره و پالس: با چرخاندن این دکمه به سمت چپ بالای شکل موج مربعی و مثلثی و با چرخاندن آن به سمت راست، تغییر تقارن حاصل می شود.
15. کلیدهای عملکردی: دارای 5 کلید برای شکل موج سینوسی، مثلثی، مربعی، پالس و دندان اره ای و کلید INV برای معکوس کردن موج 
16. کلیدهای انتخاب محدوده فرکانس: دارای 8 کلید انتخاب محدوده فرکانس

عملکرد فانکشن ژنراتور چیست و چگونه کار می کند؟

ژنراتورها با یک عملیات ساده، معمولا یک شکل موج مثلثی تولید می کنند که فرکانس آن صاف است و می توان آن را به صورت مرحله ای کنترل کرد. این موج مثلثی شکل تحت عنوان پایه برای سایر خروجی های آن استفاده می شود. یک موج مثلثی با شارژ و تخلیه مکرر یک خازن از منبع جریان ثابت ایجاد می شود.

 این یک رمپ ولتاژ خطی صعودی و نزولی ایجاد می کند. وقتی ولتاژ خروجی کم یا زیاد می شود، شارژ یا دشارژ با استفاده از مقایسه کننده معکوس می شود و یک موج مثلث خطی تولید می کند. با تغییر جریان و اندازه خازن فرکانس های مختلفی به دست می آید. امواج دندانه اره ای را می توان با شارژ آهسته خازن، با استفاده از جریان، تولید کرد، اما با استفاده از یک دیود بالای منبع جریان برای تخلیه سریع - قطبیت دیود و قطبیت اره حاصل را تغییر می دهد، یعنی افزایش آهسته و سقوط سریع. ، یا افزایش سریع و کاهش آهسته کند.

بسته به اینکه خازن در حال شارژ یا دشارژ شدن باشد به راحتی یک ریپل سیکل کار 50 درصد بدست می آید که در خروجی مقایسه کننده جریان سوئیچینگ منعکس می شود. سایر چرخه های کاری (از لحاظ نظری از 0٪ تا 100٪) را می توان با استفاده از یک مقایسه کننده و یک سیگنال اره یا مثلث به دست آورد. اکثر فانکشن ژنراتور همچنین حاوی یک مدار شکل دهی دیود غیر خطی هستند که می تواند موج مثلث را با گرد کردن گوشه های موج مثلث در فرآیندی شبیه به برش در سیستم های صوتی، به یک موج سینوسی منطقی و دقیق تبدیل کند.

یک ژنراتور تابع معمولی می تواند فرکانس هایی تا 20 مگاهرتز ارائه دهد. ژنراتورهای RF برای فرکانس‌های بالاتر، ژنراتورهای عملکردی به معنای دقیق نیستند، زیرا معمولاً فقط سیگنال‌های سینوسی خالص یا مدوله‌شده تولید می‌کنند.

فانکشن ژنراتور، مانند اکثر ژنراتورهای سیگنال، ممکن است دارای تضعیف کننده، ابزارهای مختلفی برای تعدیل شکل موج خروجی، و اغلب توانایی تکرار "خودکار" فرکانس شکل موج خروجی (با استفاده از یک نوسانگر کنترل شده با ولتاژ) باشند. 

برخی از ژنراتورهای عملکرد نیز می توانند نویز سفید یا صورتی تولید کنند.

فانکشن ژنراتور پیشرفته تر، مولدهای شکل موج دلخواه (AWG) نامیده می شوند. آنها از تکنیک‌های سنتز دیجیتال مستقیم (DDS) برای تولید هر شکل موجی استفاده می‌کنند که می‌تواند با جدول دامنه‌ها توصیف شود.

چند مدل فانکشن ژنراتور 

سوئیپ فانکشن ژنراتور مدل MFG-2105 

سوئیپ فانکشن ژنراتور 5 مگاهرتز مدل MFG-2105 ساخت MEGATEK ، ساخت شرکت MEGATEK تایوان دارای بازه فرکانسی 40 مگاهرتز تا 5 مگاهرتز دیجیتال و دارای دو کانال خروجی می باشد. مولد تابع جاروب سینت سایزر مدل MFG 2105 دارای 32 نوع شکل موج خروجی می باشد. مدل MFG 2105 دارای مدولاسیون FM / FSK / PSK / ASK و تکنولوژی DDS می باشد. مجموعه عملکرد MFG 2105 شامل وضوح دامنه 8 بیتی و دارای 40 حافظه برای تنظیمات پانل ذخیره / یادآوری است.

فانکشن ژنراتور مدل AFG-2012 

فانکشن ژنراتور 12 مگاهرتز مدل AFG-2012، ساخت Goodwill Gw instek Taiwan (ساخت چین) دارای محدوده فرکانسی از 100 مگاهرتز تا 12 مگاهرتز دیجیتال و دارای 5 نوع شکل موج خروجی می باشد. سرعت نمونه برداری از عملکرد ژنراتور قابل برنامه ریزی مدل AFG 2012 20MS / s با دقت 10 بیت است. نمایشگر عملکرد ژنراتور قابل برنامه ریزی AFG 2012 از نوع LCD رنگی است. قابلیت تنظیم Duty Cycle را دارد. این مولد تابع قابل برنامه ریزی توانایی ایجاد شکل موج دلخواه و تولید نویز را دارد. مدل AFG 2012 دارای 10 حافظه داخلی بوده و با پورت USB می توان آن را به کامپیوتر متصل کرد.

فانکشن ژنراتور رومیزی مدل GPS-2125 

عملکرد فانکشن ژنراتور رومیزی 25MHz مدل GPS-2125 ساخت GPS دارای محدوده فرکانسی 25 مگاهرتز و وضوح 1μHz می باشد. سرعت نمونه برداری این تابع مولد برابر با 125Ms / Sec است. داشتن صفحه نمایش رنگی 3.5 اینچی TFT با منوی کاربر پسند و قابلیت تولید شکل موج سیگنال سینوسی، مربعی، دندانه اره ای، پالسی و نویز سفید از ویژگی های ژنراتور رومیزی GPS 2125 است.

سایر ویژگی های این مولد تابع به شرح زیر است: 

• مدولاسیون آنالوگ PM / FM / AM و مدولاسیون دیجیتال ASK / PSK / PWM 
• قابلیت Lin / Log Sweep 
•  دو کانال خروجی قابل برنامه ریزی مجزا
•  فرکانس سنج داخلی 
•  قابلیت تولید شکل موج دلخواه و 48 شکل موج ذخیره شده 
•  USB HUB برای انتقال داده 
•  قابل اتصال به کامپیوتر

عملکرد فانکشن ژنراتور مدل GPS 2125 با تجهیزات استاندارد شامل دستی، نرم افزار، کابل USB برای اتصال به کامپیوتر و کابل برق ارائه می شود.

فانکشن ژنراتور مدل MFG-3062 

فانکشن ژنراتور 60 مگاهرتز مدل MFG 3062 ساخت شرکت MEGATEK تایوان دارای محدوده فرکانسی از 1 میکرو هرتز تا 60 مگاهرتز دیجیتال، دارای دو کانال و شامل 6 نوع شکل موج خروجی می باشد. تولید شکل موج در این تابع جاروب دیجیتال اختیاری است. عملکرد ژنراتور قابل برنامه ریزی مدل MFG 3062 با سرعت 250MS / s دارای وضوح USB Flash+1Bit و مدولاسیون AM / FM / PM / 2ASK / 2FSK / 2PSK / PWM. صفحه نمایش MFG 3062 مدل 7 اینچی TFT LCD می باشد. این مدل دارای عملکرد Sweep قابل برنامه ریزی، خروجی دیجیتال 16 کانال و حافظه داخلی 64 عمق حافظه است و همچنین می توان آن را از طریق پورت USB به کامپیوتر متصل کرد.

فانکشن ژنراتور مدل MFG-3102 

کارکرد 100 مگاهرتز مدل MFG 3102 ساخت شرکت MEGATEK تایوان دارای محدوده فرکانسی از 1 میکرو هرتز تا 100 مگاهرتز دیجیتال می باشد. دارای دو کانال و شامل 6 نوع شکل موج خروجی می باشد. تولید شکل موج در این تابع جاروب دیجیتال اختیاری است. ژنراتور عملکرد جارو قابل برنامه ریزی MFG 3102 با سرعت 250MS / s، وضوح USB Flash+16Bit و مدولاسیون AM / FM / PM / 2ASK / 2FSK / 2PSK / PWM. صفحه نمایش مدل MFG 3102 از نوع TFT LCD با اندازه 7 اینچ می باشد. این مدل از عملکرد Sweep قابل برنامه ریزی دارای خروجی دیجیتال 16 کانال و حافظه داخلی 64 عمق حافظه است و همچنین می تواند از طریق پورت USB به رایانه شخصی متصل شود.

خرید فانکشن ژنراتور

در هنگام خرید فانکشن ژنراتور یکسری نکات مهمی را باید مورد توجه قرار دهید در ادامه بخشی از این نکات را برای شما عنوان نموده ایم.

1. توانایی تولید انواع شکل موج های الکترونیکی.
2. امکان تولید شکل موج دلخواه
3. دامنه و فرکانس خروجی دستگاه
4. تعداد کانال های خروجی دستگاه
5. سرعت تولید شکل موج
6. توانایی همگام سازی شکل موج تولید شده با سیگنال خارجی
7. قابلیت ضبط و ذخیره سیگنال ها
8. قابلیت اتصال به کامپیوتر

کلیه موارد فوق عواملی هستند که جهت خرید فانکشن ژنراتور باید مورد توجه قرار گیرند تا نسبت به عملکرد صحیح این دستگاه مطمئن شوید.

قیمت فانکشن ژنراتور

شاید برای شما هم پیش آمده باشد که یکی از مهمترین دغدغه‌های دانشجویان و تکنسین ها، دسترسی به یک دستگاه با کیفیت و مرغوب فانکشن ژنراتور و سیگنال آن باشد. این افراد در اینجا توقع دارند؛ این محصول را با ارزان ترین قیمت و بالاترین کیفیت خریداری نمایند.این در حالی است که تفکر آنها کاملاً اشتباه است.

 چرا که واضح است در صورت پرداخت هزینه‌ای بهتر محصول باکیفیت تری را خریداری خواهید نمود.به طور مثال؛ شرکت‌های تولیدکننده ی معتبر از این محصول که دارای سوابق و تجربه کاری زیادی هستند، توانسته‌اند با دانشگاه‌های معروف کشور همکاری نموده و فعالیت‌های خود را در این رابطه با موفقیت ادامه دهند.

این شرکت‌ها ضمن قرارداد با دانشگاهها، خدمات مشاوره و خرید این محصول را در اختیار متقاضیان خود قرار می دهند. علاوه بر آن انجام خدمات پس از فروش نیز جزو فعالیت‌های متخصصان این شرکت هاست. پس مطمئن شوید که کیفیت و مرغوبیت محصول، در قیمت آن موثر واقع خواهد شد. بنابراین جهت استعلام قیمت فانکشن ژنراتور به سایتهای معتبر اینترنتی مراجعه نموده و اطلاعات لازم را دریافت نمایید.

انواع فانکشن ژنراتور

فانکشن ژنراتور انواع مختلفی دارند مانند مولد سیگنال AF، مولد سیگنال RF، مولد تابع و .. که در محدوده فرکانسی متفاوتی استفاده می شوند. می توان گفت فانکشن ژنراتور نوع دیگری از سیگنال مولدها هستند که می توانند شکل موج های مختلف سینوسی، پالس، مثلث، شیب، دندانه اره ای و .. را تولید کنند.

برخی از مدل های مولد تابع جاروب، قابلیت تولید انواع مدولاسیون مانند AM، FM، Sweep و .. را دارند.

فانکشن‌ها براساس نوع فعالیت و کاربرد خود به دو گروه طبقه‌بندی می‌شوند.

۱. فانکشن ژنراتور آنالوگ:

در این مدل از کانکشن ژنراتور،جهت تولید نمودن امواج ابزار و مدارهای خطی مانند مدار Lc و Rc مورد استفاده قرار می گیرد.

بنابراین یکی از دلایل بالا بودن حجم فیزیکی این محصول همین مورد گفته شده می باشد.

 همچنین در این مدل از فانکشن ژنراتور، تنظیم و کنترل به شکل پی در پی و با ابزاری همچون؛ پتانسیومتر،سلکتور و... امکان پذیر است.

۲. فانکشن ژنراتور دیجیتال:

در فانکشن ژنراتور دیجیتال، وجود یک اسیلاتور با فرکانس ثابت و مقاومت بسیار زیاد، سبب تولید فرکانس مرجعی می گردد.

 بنابراین در مدارهای دیجیتال اشکال امواج دلخواه با فرکانس‌های مورد نظر توسط فرکانس فوق کسب می شود.

۳. فانکشن ژنراتور دستی:

در فانکشن ژنراتور دستی کانال‌های خروجی بسیار سبک و با قابلیت حمل آسان می باشند. علاوه بر آن امکان اندازه گیری امواج گوناگون سینوسی و غیره را نیز دارا می باشد.

کاربرد فانکشن ژنراتور

فانکشن ژنراتور‌ها بیشتر در مراکز تحقیقاتی و گسترش آزمایشگاه‌های الکتریکی و آموزشی در دانشگاه‌ها و...مورد استفاده قرار می گیرد‌. این محصول در تعمیرگاههای تجهیزات و ابزارآلات الکترونیکی و الکتریکی نیز قابل استفاده است. یکی دیگر از کاربردهای فانکشن ژنراتور‌ها در آزمایش پاسخ دهی و آزمایش تحریک در مراکز آموزشگاهی می باشد. علاوه بر آن تحلیل و بررسی ویژگی‌های پاسخ فرکانسی و تزریق سیگنال در داخل مدار الکتریکی، توسط فانکشن ژنراتور‌ها امکان پذیر است.

 در اینجا برخی از کاربردها و کاربری های متداول فانکشن ژنراتور آورده شده است:

• تحقیق و توسعه
• مؤسسات آموزشی
• مشاغل تعمیر تجهیزات الکترونیکی و برقی
• تست تحریک / پاسخ، مشخصه یابی پاسخ فرکانس و تزریق سیگنال در مدار
• علاقه مندان به الکترونیک

برای استفاده از یک فانکشن ژنراتور، به بهترین شکل و داشتن بالاترین کارایی، کاربر باید درک اولیه ای از دکمه ها، ویژگی ها و یا حالت های عملکرد آن داشته باشد. این آموزش برای کسانی که دانش کمی از نحوه عملکرد ژنراتورها دارند و همچنین تکنسین ها یا مهندسان با تجربه ای که می خواهند دانش خود را تقویت کنند مفید است.