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2023-12-21T17:06:53Z

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Ein '''Tongenerator''', auch '''Tonfrequenzgenerator''', ist ein [[Signalgenerator]], der üblicherweise ein [[Sinuston|sinusförmiges]] elektrisches Signal im [[Niederfrequenz]]-Bereich erzeugt.

Als häufigste Ausführungsformen gibt es in Pegel und Frequenz einstellbare Laborgeräte oder Anwendersoftware für PC sowie kleine Festfrequenzgeräte für Testzwecke.

== Aufbau und Funktion ==
Bei Laborgeräten ist sowohl die [[Frequenz]] als auch die [[Amplitude]] einstellbar, um das Ausgangssignal den Erfordernissen anpassen zu können.

Solche Laborgeräte funktionierten früher auf der Basis von [[Schwebungssummer|Überlagerungsfrequenzen]], das heißt, man [[Mischer (Elektronik)|mischte]] eine feste und eine einstellbare Frequenz im [[Hochfrequenz]]-Bereich zur Gewinnung der Niederfrequenz. Ein Vertreter ist der Schwebungssummer SIT BN 40341 (20 Hz bis 20 kHz, 1…2% [[Klirrfaktor]]) von [[Rohde&Schwarz]] aus dem Jahre 1958.<ref>https://www.radiomuseum.org/r/rohde_schwebungssummer_sit_bn_40341.html Vorstellung des Schwebungssummers SIT BN 40341 bei ''radiomuseum.org'', abgerufen am 17. Jan. 2019</ref><ref>http://www.historische-messtechnik.de/downloads/rs-sit-bn-40341-1957-handbuch.pdf Rohde & Schwarz: ''Beschreibung Schwebungssummer Type SIT BN 40341'', mit ausführlicher Funktionsbeschreibung, abgerufen am 17. Jan. 2019</ref> Ein typisches vorteilhaftes Merkmal dieser Geräte war das Überstreichen des Niederfrequenzbereiches ohne Bereichsumschaltung.

Später baute man [[Wien-Brücke]]n-Generatoren, mit denen sich sehr oberwellenarme Sinusschwingungen erreichen ließen. Beispiele hierfür sind der Typ GF2 (16 Hz bis 25 kHz) von ''Clamann & Grahnert''/Dresden sowie der Typ GF22 (2 Hz bis 20 kHz, 0,1 % Klirrfaktor) der Nachfolge-Firma VEB Präcitronic<ref>http://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Pracitronic/GF22.pdf Bedienungsanleitung des GF22 Tongenerators incl. Stromlaufplan, abgerufen am 17. Januar 2019</ref> aus den Jahren ab 1970.<ref>https://www.radiomuseum.org/r/praecitron_rc_generator_gf_22_gf22.html Vorstellung des GF22 bei ''radiomuseum.org'', abgerufen am 17. Jan. 2019</ref>

Heute synthetisiert man periodische Signale mit hoher Frequenzgenauigkeit und -auflösung digital mit dem [[Direct Digital Synthesis|DDS-Verfahren]]. Die Sinusschwingung wird anhand eines Algorithmus oder einer Wertetabelle mittels eines [[Digital-Analog-Wandler]]s erzeugt. Die Feinheit der Diskretwerte ([[Quantisierungsfehler]]) sowie die Kontinuität des Signalverlaufes sind Qualitätskriterien solcher Sinusgeneratoren. Der [[integrierter Schaltkreis|integrierte Schaltkreis]] AD9835 besitzt zum Beispiel eine fest gespeicherte Sinus-Wertetabelle mit 4096 Werten (12 Bit), die bei jeder Periode über einen 10-Bit-Digital-Analog-Wandler nacheinander ausgegeben werden<ref>https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ad9835.pdf Datenblatt des AD9835</ref>.

Für Prüf- und Signalzwecke werden kleine Festfrequenzgeber ohne besondere Anforderungen an die Signalqualität eingesetzt, die eine konstante Frequenz (z. B. 800 Hz oder andere [[Normfrequenz]]en) mit konstantem [[Pegel (Physik)|Signalpegel]] (z. B. 0 dBV, d. h. 1 V) abgeben.

Eine Sonderform stellen [[Wobbelgenerator]]en dar, die in einem Zeitintervall kontinuierlich ihren gesamten Frequenzbereich durchlaufen können. Zeitintervall, Frequenzbereich und Pegel lassen sich innerhalb weiter Grenzen einstellen. Historische Wobbelgeneratoren arbeiteten elektromechanisch, wobei ein Motor die Frequenzverstellung bediente.<ref>http://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/Pracitronic/GF72.pdf Niederfrequenz-Wobbelsender GF72, abgerufen am 17. Jan. 2019</ref>

Tongeneratorsignale können auch durch eine von einem geeigneten [[Computerprogramm]] (z. B. [[Audacity]]) gesteuerte [[Soundkarte]] am [[personal Computer|PC]] erzeugt werden. Auch [[Smartphone]]s sind mit entsprechender Zusatzsoftware in der Lage, Töne definierter Frequenz zu erzeugen.

== Einsatz ==
[[Datei:FrequenzgangAufnahme.png|mini|[[Frequenzgang]], aufgenommen mittels Tongenerator und [[Pegelmesser]]]]
Tonfrequenzgeneratoren werden für Prüf- und Messzwecke im Niederfrequenzbereich verwendet, u. a. in der [[Übertragungstechnik]], der [[Akustik|akustischen]] Messtechnik und in der [[Elektroakustik]]. Sie werden dabei in Kombination mit einem Pegelmesser eingesetzt.

Im einfachsten Fall lässt sich mit einem Festfrequenzgeber feststellen, ob dessen Messton ein Tonübertragungssystem oder ein Kabelnetz mit gewünschtem Pegel durchläuft und dieses somit grundsätzlich funktionsfähig ist.

Einstellbare Generatoren gestatten darüber hinaus durch Aufnahme von mehreren Pegeln bei verschiedenen Frequenzen über den Frequenzbereich die Messung des Frequenzganges eines Übertragungssystems.

Durch Vergleich der Eingangs- und der Ausgangs-Kurvenform z. B. eines [[Audioverstärker]]s kann dessen [[Klirrfaktor]] bestimmt werden.

Tongeneratoren mit definiertem [[Schallpegel]] und [[Kopfhörer]] werden bei der Untersuchung des [[Auditive Wahrnehmung|Hörvermögens]] eingesetzt.

Wobbelgeneratoren ermöglichen in Verbindung mit einer Pegelmessung die automatische Frequenzgangaufnahme.

Tongeneratoren werden auch dazu verwendet, um die Heultöne bei elektronischen Sirenen zu erzeugen.

== Verwendung in der Musik ==
Zu Beginn der elektronischen Musik in den 1950er Jahren wurden Tongeneratoren zur Komposition verwendet, etwa im [[Studio für Elektronische Musik (Köln)#Serielle Musik und Sinustonkompositionen|Studio für Elektronische Musik des WDR]] bei der Komposition [[Studie I (Stockhausen)]].

== Literatur ==
* Telefunken Laborbuch Band 2, 5. Ausgabe, Herausgeber AEG-Telefunken, erschienen im Franzis-Verlag G. Emil Mayer KG, München

== Weblinks ==
* [http://www.history-weimar.de/sender/page/h17.htm Bilder eines klassischen Tonfrequenzgenerators]
* [http://www.planetsourcecode.com/vb/scripts/ShowCode.asp?txtCodeId=63252&lngWId=1 Beispiel eines Programmes für einen (stereotauglichen) Sinusgenerator] – (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Elektrische Messtechnik]]
[[Kategorie:Elektrischer Oszillator]]

Tongenerator - Versionsgeschichte

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