Funktionsgeneratoren

Was machen Funktionsgeneratoren?

Funktionsgeneratoren – häufig auch mit Frequenzgenerator bezeichnet – sind häufig bei der Entwicklung, dem Test und der Reparatur von elektronischen Geräten im Einsatz, überwiegend im Bereich analoger Schaltungen. Sie erzeugen verschiedener Arten elektrischer Wellenformen über einen breiten Frequenzbereich hinweg. Einige der gängigsten Wellenformen sind Sinus-, Rechteck-, Dreieck- und Sägezahn. Ein weiteres Merkmal vieler Funktionsgeneratoren ist die Fähigkeit, einen positiven oder negativen DC-Offset hinzuzufügen. Dabei handelt es sich um Gleichspannungen von wenigen Volt.

Einfache Funktionsgeneratoren erzeugen in der Regel eine dreieckige Wellenform, deren Frequenz sowohl stufenlos als auch stufenweise geregelt werden kann. Diese Dreieckwelle dient als Basis für die Wellenformen Rechteck, Sinus und Sägezahn. Erzeugt wird die Dreieckswelle durch wiederholtes Laden und Entladen eines Kondensators aus einer Konstantstromquelle. Dadurch entsteht eine linear auf- und absteigende Spannungsrampe. Durch Variieren des Stroms und der Größe des Kondensators lassen sich unterschiedliche Frequenzen erzielen.

Welche Arten von Funktionsgeneratoren gibt es?

Prüfgerät am Testplatz

Die am weitesten verbreitete Form des Funktionsgenerators ist ein Stand-Alone-System und steht auf dem Labortisch. Ein solches Prüfgerät enthält die Stromversorgung, die Steuerung, das Display und natürlich den Ausgangsanschluss. Vorteil: Es handelt sich dabei um ein autarkes System, das sich leicht und schnell bedienen lässt.
 

Rack-basiertes Prüfgerät

Ein weiteres Format ist ein Modul innerhalb eines Racksystems wie PXI. Das auf dem PCI-Bus basierende PXI-Racksystem wurde speziell für Prüfanwendungen entwickelt und verfügt über mehrere Steckplätze für Prüfgeräte. Mit dieser Technologie lässt sich eine individuelle Testumgebung gestalten, die genau den gewünschten Anforderungen entspricht. Die Module können jede Art von Testinstrument enthalten, einschließlich Multimeter, Oszilloskope und natürlich auch einen Funktionsgenerator.
 

USB-Funktionsgenerator

Eine Reihe kleiner Funktionsgeneratoren sind als USB-basierte Testinstrumente erhältlich. Sie enthalten den Kern des Funktionsgenerators innerhalb des Moduls, das über eine USB-Verbindung an einen Computer angeschlossen wird. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass die Stromversorgung und Steuerschnittstellen wie die Tastatur des PCs nutzbar sind.
 

Computergestützter Funktionsgenerator

Eine andere Möglichkeit der Wellenerzeugung ist die Nutzung dedizierter Software. Die läuft als ganz normales Programm auf dem Computer und stellt die erforderlichen Wellenformen über den Audioausgang bereit. Da jeder moderne PC oder Mac über eine Audioausgabe verfügt, ist diese Lösung recht preiswert. Nachteil: Die Qualität des Signals erreicht nicht immer diejenige „echter“ Funktionsgeneratoren. Wenn die Audio-Elektronik als Folge der Prüfung und aufgrund eines möglichen Fehlanschlusses beschädigt wird, kann dies außerdem zu kostspieligen Reparaturen führen.