函数发生器是一种用于生成不同类型波形的仪器，如正弦波形、三角形波形、矩形波形和方形波形。不同类型的波形具有不同的频率，这些频率可以通过将仪器用作函数生成器来生成。该发生器产生五种类型的波形，它们是正弦波形、方形波形、锯齿波形、三角形波形和矩形波形。函数生成器有两种类型——模拟和数字。该发生器提供的频率高达20兆赫。本文对该发生器进行了简要说明，并给出了电路图和框图。


什么是函数生成器？

定义：函数发生器被定义为一种产生各种类型的波形作为其输出信号的设备。该发生器产生的常见波形有正弦波、方波、三角波和锯齿波。这些频率的波形可以从赫兹调整到100kHz。该发生器被认为是电气和电子实验室中最通用的仪器，因为该发生器产生的波形在不同领域有应用。

模拟函数生成器和数字函数生成器是函数生成器的类型。模拟发生器的优点是具有成本效益、使用简单、灵活性、振幅和频率可调。数字发生器的优点是具有高精度和稳定性。这种数字发生器的主要缺点是复杂和昂贵。

函数生成器框图

函数发生器的框图包含各种组件，它们是频率控制网络、恒流电源1、恒流源2、积分器、电压比较器多谐振荡器、电容器、电阻二极管整形电路和两个输出放大器。该发电机的框图如下图所示。

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函数生成器框图

可以通过改变电流大小来控制频率。两个恒流电源将改变输出信号的频率。该发生器产生的输出波形为正弦、三角形和正方形。这些波形的频率范围从0.01Hz到100kHz。频率控制网络控制着这个发电机前面板上的频率，还有一个叫做频率控制的旋钮。o/p波形的频率可以通过使用这个旋钮和改变频率来改变。

频率控制网络提供电压，该电压用于调节上下两个恒流电源。恒流电源的第一输出电压可以随时间线性增加，而较低的电流源提供电压以改变积分器的输出电压，该输出电压将随时间线性降低。由上电流源引起的积分器的输出电压被表示出来。

当o/p电压的斜率增大或减小时，恒流电源1将增大或减小。下恒流源2向积分器提供反向控制，并且由于该反向电流，积分器的输出电压随时间线性下降。比较器的输出提供具有与输出电压相同频率的方波。电阻二极管网络改变三角形波形斜率，因为其振幅产生并改变失真<1%的正弦波形。该发生器的输出波形如下所示。

Output Waveforms of Function Generator
函数发生器的输出波形

以这种方式，这三种类型的波形由具有不同频率的发生器产生。时钟源、定时裕度测试、直流电源测试、音频DAC测试是函数发生器的一些应用。

函数生成器产品

不同类型的函数生成器产品如下表所示

序号 型号。 频率 品牌 型号 波形
1. MetroQ 2019年中期 2Hz至200KHz MetroQ公司 2019公吨 正弦波、方波和三角波
2. 音频函数生成器 0.2Hz至200kHz 阿西科 声发射512 正弦波、方波、三角波
3. Metravi FG-5000型 1赫兹-5兆赫 Metravi公司 FG-5000型 正弦、三角形、正方形、斜坡、脉冲波
4. MetroQ MTQ 1001型 0.1Hz至1MHz MetroQ公司 总数量1001 正弦、方形、三角形和TTL输出
5. HTTC FG-2002年 0.2赫兹~2MHz 纳菲人 FG-2002年 正弦波、方波和三角波

带LM324运算放大器的函数发生器电路图

LM324是一个14引脚集成电路，带有LM324的函数发生器的电路图如下所示。该电路所需的组件为LM324运算放大器芯片、两个10kΩ电阻器、四个100kΩ电阻器，22kΩ电阻器、220kΩ电阻器，1μF陶瓷电容器、33 nF陶瓷电容、10 nF电容和100kΩ电位计。该电路包含三个运算放大器，第一运算放大器产生方波，第二运算放大器产生三角波输出，第三运算放大器产生正弦波输出。

Function Generator Circuit Diagram with LM324 Op-Amp
带LM324运算放大器的函数发生器电路图

LM324集成电路的引脚图如下所示。

LM324 IC Pin Diagram
LM324 IC引脚图

LM324是一种集成芯片，由14个引脚组成。引脚1、7、8、14为输出引脚，引脚2、6、9、4为反相输入引脚，引脚3、5、10、12为非反相输入引脚；引脚4为Vcc（电源），引脚11为接地。

规格

通用功能发生器规格如下所示

  • 该发生器产生五种类型的波形
  • 这个发生器产生的频率范围很广
  • 对于模拟发电机，频率稳定性为每小时0.1%
  • 模拟发电机的最大正弦波失真约为1%
  • 支持AM（调幅）、FM（调频）或PM（相位调制）调制
  • 振幅输出高达10V

安全注意事项

函数生成器的一些安全注意事项如下

  • 使用正确的电压设置
  • 提供适当的通风
  • 不要在高频率和高压力下操作

常见问题解答

1). 信号发生器和函数发生器之间的区别是什么？

函数生成器生成多个波形，如正弦波、锯齿波、三角波、矩形波和方波，但在信号生成器的情况下，仅生成正弦波。

2). 什么是逻辑函数生成器？

逻辑函数生成器是一种生成二进制信号的生成器。

3). 发电机是如何工作的？

发电机将能量从机械转换为电能，并根据电磁感应原理工作。

4). 函数生成器在哪里使用？

函数生成器用于生成各种波形，如正弦波形、锯齿波形等。

5). 函数生成器有哪些类型？

有两种类型的生成器，它们是模拟函数生成器和数字函数生成器。

本文介绍了函数发生器的工作原理、LM324运算放大器的电路图、框图、引脚图以及函数发生器的输出波形。这里有一个问题要问你，函数发生器的频率范围是多少？