imported>Waldmaus: + abweichende Bedeutung von "Funktionsgenerator" in Analogrechnern

2025-01-25T18:00:54Z

+ abweichende Bedeutung von "Funktionsgenerator" in Analogrechnern

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[[File:Waveforms.svg|right|thumb|Sinus, Rechteck, Dreieck und Sägezahn]]
[[File:Embedded_World_2014_Oszilloskop_und_Funktionsgenerator.jpg|thumb|right|Digitaler Arbiträrgenerator HAMEG HMF 2550 unter einem Oszilloskop]]
Ein '''Funktionsgenerator''' ist ein Gerät zum Erzeugen periodischer [[elektrisch]]er Signale mit unterschiedlichen Kurvenformen, insbesondere [[Sinus]], [[Rechteckschwingung|Rechteck]], [[Dreieck-Generator|Dreieck]] und [[Kippschwingung|Sägezahn]], mit einstellbarer [[Frequenz]] (üblicherweise bis einige MHz) und [[Amplitude]].

Funktionsgeneratoren dienen zum Überprüfen von [[Elektronische Schaltung|elektronischen Schaltungen]] wie Verstärker und [[Filter (Elektronik)|Filter]].

In [[Analogrechner|Analogrechnern]] hat der Begriff ''Funktionsgenerator'' eine andere Bedeutung. Hier bezeichnet er einen Funktionsblock, der ein Ausgangssignal als Funktion eines Eingangssignals erzeugt. Dabei muss das Eingangssignal nicht die Zeit sein.

==Aufbau und Eigenschaften==
Je nach Ausstattung sind Einstellmöglichkeiten für Symmetrie, [[Gleichanteil]] und oft auch für [[Wobbelgenerator|Wobbelfunktionen]] vorhanden. Manche Geräte enthalten einen [[Frequenzzähler]] zur genauen Einstellung.

=== Analoge Funktionsgeneratoren ===
[[Bild:Kenwood FG273 Function Generator.jpg|right|miniatur|Analoger Funktionsgenerator]]
Einfache Funktionsgeneratoren mit analoger Schaltungstechnik enthalten einen einstellbaren Dreieck-Oszillator, dessen Ausgangssignal über eine nichtlineare Schaltung in ungefähre Sinusform gebracht wird. Bei diesen Geräten weisen die Sinusausgänge i. A. einen relativ hohen [[Klirrfaktor]] auf. Das Rechtecksignal wird aus dem Dreieck mittels eines [[Komparator (Analogtechnik)|Komparators]] erzeugt, wobei durch Veränderung der Vergleichsspannung die Impulsbreite des Rechtecks eingestellt werden kann. Dieser Aufbau steht in Form von [[Integrierte Schaltung|integrierten Schaltungen]] zur Verfügung (z. B. XR2206, ICL8038, MAX038), wodurch er sehr kostengünstig zu realisieren ist.

=== Digitale Funktionsgeneratoren ===
Digitale Funktionsgeneratoren, welche heute üblich sind, arbeiten mit [[Direct Digital Synthesis|direkter digitaler Synthese]] (DDS) und können verschiedene periodische Signalverläufe generieren. Die Genauigkeit ist wesentlich höher als bei Geräten mit analoger Schaltungstechnik und hängt primär von der internen Auflösung in der DDS ab. Als [[Taktsignal|Taktquelle]] dient im Regelfall ein [[Quarzoszillator]], welcher die DDS taktet. Über veränderbare Speichertabellen lassen sich mit manchen dieser Geräte auch beliebig programmierbare Kurvenformen erzeugen und periodisch ausgeben. Diese Funktionsgeneratoren werden als [[Arbiträrgenerator]] bezeichnet.

== Funktionsweise ==
[[Datei:Funktionsgenerator_OPAMP.png|right|rand]]
In nebenstehender Abbildung ist ein einfacher Funktionsgenerator in analoger Schaltungstechnik dargestellt. Die Operationsverstärker OP1 und OP2 erzeugen das Rechteck- und Dreiecksignal wie unter [[Dreieck-Generator]] beschrieben. Die Widerstände R5 bis R6 und die Dioden D1 bis D6 bilden den Sinus-Former (sine shaper), einen spannungsabhängigen Widerstand. Steigt die Dreieckspannung, werden zuerst D1 und D2 über R5 leitend. Dann werden D3 und D4 über R6 leitend, und zuletzt leiten auch D5 und D6. Je höher die Spannung an R4, umso niederohmiger wird die Sinus-Former-Schaltung und umso mehr dämpft der Spannungsteiler R4/Sinus-Former das Signal. OP3 ist als Pufferverstärker mit Verstärkung=1 beschaltet.

== Siehe auch ==
*[[Signalgenerator]]
*[[Wien-Robinson-Brücke]]
*[[Multivibrator]]

==Weblinks==
*[https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX038.pdf MAX 038]
*[https://www.sparkfun.com/datasheets/Kits/XR2206_104_020808.pdf XR2206]
*[https://www.mit.edu/~6.331/icl8038data.pdf ICL8038]

[[Kategorie:Elektrische Messtechnik]]
[[Kategorie:Elektrischer Oszillator|!]]
[[Kategorie:Elektronisches Gerät]]

Funktionsgenerator - Versionsgeschichte

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