Qué es el generador de funciones: diagrama del circuito y especificaciones

El generador de funciones es un tipo de instrumento que se utiliza para generar diferentes tipos de formas de onda, como la sinusoidal, la triangular, la rectangular y la cuadrada. Los distintos tipos de formas de onda tienen diferentes frecuencias que pueden generarse utilizando el instrumento como generador de funciones. Este generador genera cinco tipos de formas de onda: sinusoidal, cuadrada, diente de sierra, triangular y rectangular. Hay dos tipos de generadores de funciones: analógicos y digitales. Las frecuencias que proporciona este generador son de hasta 20 MHz. En este artículo encontrarás una breve explicación de este generador, junto con un esquema del circuito y un diagrama de bloques.

¿Qué es el generador de funciones?

Definición: Un generador de funciones es un tipo de dispositivo que produce varios tipos de formas de onda como señales de salida. Las formas de onda más comunes generadas por este generador son la onda sinusoidal, la onda cuadrada, la onda triangular y la onda diente de sierra. Las formas de onda de estas frecuencias pueden ajustarse desde los hercios hasta los cien kHz. Este generador se considera la herramienta más versátil del laboratorio de electricidad y electrónica, ya que las formas de onda generadas por este generador encuentran aplicación en diversos campos.

El generador de funciones analógico y el generador de funciones digital son tipos de generadores de funciones. Las ventajas de un generador analógico son la asequibilidad, la facilidad de uso, la flexibilidad, la amplitud y las frecuencias ajustables. Las ventajas de los generadores digitales son la alta precisión y la estabilidad. Las principales desventajas de los generadores digitales son la complejidad y el coste.

Diagrama de bloques del generador de funciones

El diagrama de bloques del generador de funciones contiene varios componentes: red de control de frecuencia, fuente de alimentación de corriente constante 1, fuente de alimentación de corriente constante 2, integrador, comparador de tensión multivibrador, condensador, circuito de modelado de diodos de resistencia y dos amplificadores de salida. El diagrama de bloques de este generador se muestra en la siguiente figura.

Las frecuencias se pueden controlar variando la magnitud de la corriente. Las dos alimentaciones de corriente constante modifican la frecuencia de la señal de salida. Las formas de onda de salida que genera este generador son sinusoidal, triangular y cuadrada. La gama de frecuencias de estas formas de onda va de 0,01 Hz a 100 kHz. La red de control de frecuencia controla la frecuencia en el panel frontal de este generador y hay un mando llamado control de frecuencia. La frecuencia de las formas de onda o/p se puede cambiar utilizando este mando y variando la frecuencia.

La red de control de frecuencia proporciona la tensión y esta tensión va a regular las dos fuentes de alimentación de corriente constante, la superior y la inferior. La primera tensión de salida de la fuente de corriente constante puede aumentar linealmente con el tiempo, mientras que la fuente de corriente inferior proporciona una tensión para cambiar la tensión de salida del integrador, que disminuye linealmente con el tiempo. Se expresa la tensión de salida del integrador debida a la fuente de corriente superior.

Cuando la pendiente de la tensión o/p aumenta o disminuye, la fuente de corriente constante 1 aumenta o disminuye. La fuente de corriente constante inferior 2 proporciona un control inverso al integrador y, debido a esta corriente inversa, la tensión de salida del integrador disminuye linealmente con el tiempo. La salida del comparador proporciona una onda cuadrada con la misma frecuencia que la tensión de salida. La red de diodos de resistencia modifica la pendiente de la forma de onda triangular, mientras que su amplitud produce y modifica una forma de onda sinusoidal con <1% de distorsión. A continuación se muestran las formas de onda de salida de este generador.

De este modo, el generador produce tres tipos de formas de onda con diferentes frecuencias. La fuente de reloj, la prueba del margen de tiempo, la prueba de la fuente de alimentación de CC y la prueba del DAC de audio son algunas de las aplicaciones de un generador de funciones.

Productos generadores de funciones

Los diferentes tipos de generadores de funciones se ilustran en la siguiente tabla

S.NO	Modelo nº.	Frecuencia	Marca	Número de modelo	Formas de onda
1	MetroQ MTQ 201T	de 2Hz a 200KHz	MetroQ	MTQ 201T	Ondas sinusoidales, cuadradas y triangulares
2	Generador de funciones de audiofrecuencia	0.2Hz a 200 kHz	ASICO	AE 512	Ondas sinusoidales, cuadradas y triangulares
3	Metravi FG-5000	1Hz- 5Mhz	Metravi	FG-5000	Ondas sinusoidales, triangulares, cuadradas, de rampa y de pulso
4	MetroQ MTQ 1001	0.1Hz a 1MHz	MetroQ	MTQ 1001	Salida sinusoidal, cuadrada y triangular y TTL
5	HTTC FG-2002	0.2Hz ~ 2MHz	NAAFIE	FG-2002	Onda sinusoidal, onda cuadrada y onda triangular

Esquema del circuito del generador de funciones con el amplificador operacional LM324

El LM324 es un circuito integrado de 14 patillas; a continuación se muestra el esquema del circuito del generador de funciones con el LM324. Los componentes necesarios para este circuito son el chip op-amp LM324, dos resistencias de 10kΩ, cuatro resistencias de 100kΩ, una resistencia de 22kΩ, una resistencia de 220kΩ, un condensador cerámico de 1μF, un condensador cerámico de 33nF, un condensador de 10nF y un potenciómetro de 100k Ω. El circuito contiene tres amplificadores operacionales: el primer amplificador operacional genera la onda cuadrada, el segundo amplificador operacional genera la onda triangular y el tercer amplificador operacional genera la onda sinusoidal.

A continuación se muestra el diagrama de patillas del circuito integrado LM324.

El LM324 es un chip integrado que consta de 14 pines. Los pines 1,7,8,14 son los pines de salida, los pines 2,6,9,4 son los pines de entrada inversora y los pines 3,5,10,12 son los pines de entrada no inversora, el pin 4 es el Vcc (alimentación) y el pin 11 es la tierra.

Especificaciones

Las especificaciones del generador funcional de uso general son las siguientes

• Este generador produce cinco tipos de formas de onda
• Este generador genera una amplia gama de frecuencias
• Para un generador analógico, la estabilidad de la frecuencia es del 0,1% por hora
• La distorsión máxima de la onda sinusoidal para los generadores analógicos es de aproximadamente un 1%
• Se admiten modulaciones AM (modulación de amplitud), FM (modulación de frecuencia) o PM (modulación de fase)
• La salida de amplitud es de hasta 10V

Precauciones de seguridad

Algunas de las precauciones de seguridad del generador de funciones son las siguientes

• Utiliza el ajuste de voltaje correcto
• Proporcionar una ventilación adecuada
• No funcione a alta frecuencia y presión

FAQ

1). ¿Cuál es la diferencia entre un generador de señales y un generador de funciones?

El generador de funciones genera diferentes formas de onda, como la onda sinusoidal, la onda diente de sierra, la onda triangular, la onda rectangular y la onda cuadrada, mientras que en el caso de los generadores de señales sólo se generan ondas sinusoidales.

2). ¿Qué es el generador de funciones lógicas?

El generador de funciones lógicas es un tipo de generador que genera señales binarias.

3). ¿Cómo funcionan los generadores?

El generador convierte la energía mecánica en eléctrica y funciona según el principio de la inducción electromagnética.

4). ¿Dónde se utiliza el generador de funciones?

Los generadores de funciones se utilizan para generar diversas formas de onda, como la forma de onda sinusoidal, la forma de onda en diente de sierra, etc.

5). ¿Cuáles son los tipos de generadores de funciones?

Hay dos tipos de generadores: analógicos y digitales.

En este artículo, la visión general de funcionamiento del generador de funciones, diagrama del circuito con el amplificador operacional LM324, diagrama de bloques, diagrama de patillas del amplificador operacional LM324, formas de onda de salida del generador de funciones. Aquí tienes una pregunta: ¿cuál es la gama de frecuencias del generador de funciones?