Меню

Генератор частот

Что такое генератор частот

Генератор — это устройство, которое преобразует один вид энергии в другой вид энергии. В нашем случае генератор частот — это устройство, которое преобразует энергию источника питания в периодические колебания различной формы.  Или простыми словами — это электротехнический прибор, который может выдавать различные по форме периодические сигналы.

Описание генератора частот

На моем рабочем столе не так давно прямиком из Китая появился вот такой генератор частоты:

генератор частот

Сзади него находятся вот такие выводы:

выходы генератор частот

Давайте же более подробно разберем для чего они нужны. Итак USB — это просто питание, которое подается на генератор частоты. Один конец  шнура втыкаем в этот разъем

питание генератор частот

а другой в блок питания, который шел в комплекте

блок питание

Также в комплекте шли  высокочастотные щупы

щупы генератор частот

Втыкаем в розетку блок питания и кнопочкой POWER запускаем генератор частот

Генератор частот

Буковкой «F» принято обозначать частоту, от англ. frequency — частота. Hz — это Герцы (Hertz) — показывает количество колебаний в секунду. Следовательно и приставки «кило, мега, гига»  могут также присутствовать перед Герцами. Что это за приставки, думаю, стыдно не знать. Снизу FUNCtion  — функция (гребаная алгебра…) , WAVE — волна, в данном случае, форма сигнала.  Представленный в данной статье генератор может формировать три формы сигналов — это синусоида (SIN), прямоугольная (SQR) и треугольная (TRI) форма. Почему такие интересные названия форм сигналов вы поймете далее.

Панель управления генератора частоты выглядит следующим образом:

Генератор частот

Здесь мы с вами видим кнопку включения POWER, квадратную желтую кнопку WAVE, с помощью которой мы выбираем форму сигнала: синусоида, прямоугольный или пилообразный. SEL — переключение между  режимами задания частоты и формой сигнала. ОК — без комментариев. Верхняя крутилка предназначена для установки частоты, средняя для среза сигнала,  и нижняя для изменения величины амплитуды сигнала. Итак, теперь обо всем по порядку.

Какие сигналы умеет выдавать генератор

Для пробы вбиваем частоту 50 Герц

Генератор частот

Цепляем кабель генератора частоты к выходу OUT, а зажимы кабеля цепляем к щупам осциллографа.

Генератор частот

На осциллограмме наблюдаем вот такую картину:

синус
Чистейшая синусоида 50 Герц!

Переключаем форму волны на треугольную

Генератор частот

Вуаля!

треугольный сигнал

Знаете кто это?

Генератор частот

Так… Причем здесь Спанчбоб? На английском языке он пишется как Spanch Bob Square Pants — что в переводе Спанч Боб Квадратные штаны. Square — ( с англ. квадрат, прямоугольник). Чтобы не запутаться в генераторе частоты или в другой какой-либо технике, вспомните СпанчБоба. SQR — прямоугольная форма сигнала.

Генератор частот

А вот собственно и она на осциллограмме

прямоугольный сигнал

Крутилкой OFFSET можно срезать форму сигнала сверху, снизу и сверху и снизу одновременно.

Генератор частот

Генератор частот

Скважность и коэффициент заполнения

Есть в электронике такой параметр, как скважность. Это параметр применяется к прямоугольной форме сигналов.

скважность формула

где S — скважность

T — период импульса, с

t — длительность импульса, с

меандр

Величина D (Duty), обратная величине S, называется коэффициентом заполнения

коэффициент заполнения генератор частот

Иллюстрация сигналов с различным коэффициентом заполнения

Генератор частот

Вот так выглядит сигнал с коэффициентом заполнения 50%. У этого сигнала длительность импульса ровно в два раза меньше его периода, следовательно S=2, а D=50%.  Такой сигнал прямоугольной формы называют меандр.

Генератор частот

Генератор частот

Меняем коэффициент заполнения D на 20%

Генератор частот

Генератор частот

то же самое, но на 80%

Генератор частот

Генератор частот

Выход TTL генератора частоты

Также в этом генераторе есть такие примочки, как выход TTL. TTL по-русски звучит, как транзисторно-транзисторная логика. Короче говоря — этот выход предназначен для тактирования импульсов на логические микросхемы.  Еще более понятным языком — задает рабочую частоту для различных микросхем, чтобы они работали и выполняли свои функции. Здесь выходит прямоугольная форма сигнала амплитудой более 3 Вольт

TTL выход генератор частот

и частотой в 1 килогерц.

Генератор частот

Режим частотомера и счетчика импульсов

Теперь о примочках, которые китайский производители затолкали в этот генератор. Есть  один интересный вывод — Ext.IN. Думаю, нетрудно догадаться. что IN — это вход. В этом генераторе частоты встроен частотомер и счетчик периодов сигнала. Для этих функций как раз и используется вывод Ext IN.

генератор частот внешний вход

Я хочу измерить частоту электрического тока в розетке. Если вы помните, там переменный ток, который имеет частоту 50 Герц. Так ли это? Сейчас узнаем. Напряжение для входа Ext.IN должно быть от 0,5 и до 20 Вольт. В розетке же 220 Вольт, чтобы его убавить, используем трансформатор. На выходе я получил напряжение в 2 Вольта. Чтобы вы увидели, что есть напряжение на вторичной обмотке трансформатора, я туда поставил светодиод. Цепляемся за выводы вторичной обмотки крокодильчиками нашего генератора частоты

трансформатор

 и начинаем производить замеры. Опа на! Ровно 50 герц ;-).

генератор частот в роли частотомера

Можно также посчитать периоды или импульсы какого-нибудь периодического сигнала за какое то время. Выглядит это примерно как-то так:

генератор частот счетчик импульсов

Характеристики генератора

Вот характеристики генератора частоты, кому интересно:

1. Signal Output function

      waveforms           Sine wave, Square wave and Triangle wave

      amplitude            ≥10Vp-p(signal output, no load)

      impedance           50Ω±10%(signal output)

       DC offset                       ±2.5V(no load)

       Display                          LCD160

       Frequency range             0.01Hz ~ 2MHz                          

       Resolution                      0.01Hz

        Frequency Stability         ±1×10-6

         Frequency accuracy        ±5×10-6

       Sine wave distortion      ≤0.8% (reference frequency is 1kHz)

       Trinagle linearity            ≥98%  (0.01Hz~10kHz)

       Rise and fall time of square wave   ≤100ns

       Square Wave Duty range               1%~99%

 

2.TTL Output  function

      Frequency range            0.01Hz ~ 2MHz

      Amplitude                      >3Vp-p

      Fan Out                         >20 TTL loads

3.COUNTER  function

      Counter Range                  0-4294967295

      Frequency Meter Range      1Hz~60MHz

      Input Voltage Range          0.5Vp-p~20Vp-p

      Storage and transferred: 10 set of parameters with storage and recall functions.

Заключение

В заключении хотелось бы сказать пару слов. Как же правильно выбрать генератор частоты? Здесь, конечно, все зависит от функционала, а точнее от того, какую максимальную частоту может выдать генератор. Чем большую частоту может выдавать генератор, тем он дороже. Начинающему электронщику, думаю, 2 Мегагерца сигналов синуса, треугольного и прямоугольного хватит по самое не балуйся, да еще и частотомер+счетчик.

Стоит ли его брать? Думаю, нет. Лучше взять какой-нибудь один, но подороже. У меня сейчас вот такой генератор частоты

генератор частот UNIT

Про него более подробно можете прочитать здесь.

Где купить генератор частот

Я бы посоветовал Алиэкспресс. Здесь действительно можно подобрать приличный генератор.

Начиная от простых дешевых

генератор частот JDS

Заканчивая полупрофессиональными

генератор частот RIGOL

Выбирайте на ваш вкус и цвет!



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.