फंक्शन जनरेटर
विद्युत अभियन्त्रण में एक फ़ंक्शन जनरेटर सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरण या सॉफ़्टवेयर का एक टुकड़ा होता है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार के विद्युत तरंग को आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला में उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। फ़ंक्शन जनरेटर द्वारा उत्पादित कुछ सबसे सामान्य तरंगों में साइन तरंग, वर्ग तरंग, त्रिकोणीय तरंग और सॉटूथ तरंग हैं। ये तरंग या तो दोहराए जा सकते हैं या एकल-शॉट हो सकते हैं (जिसके लिए आंतरिक या बाहरी ट्रिगर स्रोत की आवश्यकता होती है)।[1] कई फ़ंक्शन जनरेटर में सम्मिलित एक अन्य विशेषता डीसी ऑफसेट जोड़ने की क्षमता है। तरंगों को उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने वाले एकीकृत परिपथ को फ़ंक्शन जनरेटर आईसी के रूप में भी वर्णित किया जा सकता है।
यद्यपि फ़ंक्शन जनरेटर ऑडियो आवृत्ति और रेडियो आवृत्ति दोनों को आवरण करते हैं वे सामान्यतः उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं जिन्हें कम विरूपण या स्थिर आवृत्ति संकेतों की आवश्यकता होती है। जब उन गुणों की आवश्यकता होती है तो अन्य संकेतक उत्पादक अधिक उपयुक्त होंगे।
कुछ फ़ंक्शन जेनरेटर चरण-लॉक लूप हो सकते हैं | बाहरी संकेत स्रोत (जो एक आवृत्ति संदर्भ हो सकता है) या अन्य फ़ंक्शन जनरेटर के लिए चरण-लॉक हो सकते हैं।[2]
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास परीक्षण और सुधार में फ़ंक्शन जनरेटर का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए उन्हें एम्पलीफायर का परीक्षण करने या नियंत्रण लूप में त्रुटि संकेत प्रस्तुत करने के लिए संकेत स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है। फ़ंक्शन जनरेटर मुख्य रूप से एनालॉग परिपथ के साथ काम करने के लिए उपयोग किए जाते हैं संबंधित पल्स उत्पन्न करने वाला मुख्य रूप से डिजिटल परिपथ के साथ काम करने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक उपकरण
संचालन के सिद्धांत
सरल कार्य जनरेटर सामान्यतः त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न करते हैं जिनकी आवृत्ति को सुचारू रूप से और साथ ही चरणों में नियंत्रित किया जा सकता है।[3] इस त्रिकोणीय तरंग का उपयोग इसके अन्य सभी आउटपुट के आधार के रूप में किया जाता है। एक निरंतर चालू स्रोत से एक संधारित्र को बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज करने से त्रिकोणीय तरंग उत्पन्न होती है। यह एक रैखिक आरोही और अवरोही वोल्टेज रैंप का उत्पादन करता है। जैसे ही आउटपुट वोल्टेज ऊपरी या निचली सीमा तक पहुंचता है, चार्जिंग या डिस्चार्जिंग को एक तुलनित्र का उपयोग करके व्युत्क्रम दिया जाता है जिससे रैखिक त्रिकोण तरंग उत्पन्न होती है। धारा (विद्युत्) और कैपेसिटर के आकार को अलग-अलग करके, अलग-अलग आवृत्ति प्राप्त की जा सकती है। कम धारा के साथ संधारित्र को धीरे-धीरे चार्ज करके साउथूथ तरंगों का उत्पादन किया जा सकता है, किंतु वर्तमान स्रोत पर एक डायोड का उपयोग करके जल्दी से डिस्चार्ज किया जा सकता है - डायोड की ध्रुवीयता परिणामी सॉटूथ की ध्रुवीयता को बदल देती है अर्थात धीमी वृद्धि और तेजी से गिरावट या तेज वृद्धि और धीमी गति गिरना है।
कैपेसिटर चार्ज या डिस्चार्ज हो रहा है या नहीं यह देखते हुए 50% कर्तव्य चक्र वर्ग तरंग आसानी से प्राप्त किया जाता है जो वर्तमान स्विचिंग तुलनित्र आउटपुट में परिलक्षित होता है। अन्य कर्तव्य चक्र (सैद्धांतिक रूप से 0% से 100% तक) एक तुलनित्र और चूरा या त्रिकोण संकेत का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। अधिकांश फ़ंक्शन जनरेटर में एक गैर-रैखिक डायोड तरंगफॉर्म शेपिंग भी होता है जो ऑडियो प्रणाली में क्लिपिंग (ऑडियो) के समान प्रक्रिया में त्रिकोण तरंग के कोनों को गोल करके त्रिकोण तरंग को यथोचित स्पष्ट साइन लहर में परिवर्तित कर सकता है।
एक वॉकिंग रिंग काउंटर, जिसे जॉनसन काउंटर भी कहा जाता है, और एक (रेखीय) रेसिस्टर-ओनली शेपिंग परिपथ साइन तरंग के सन्निकटन का उत्पादन करने का एक वैकल्पिक विधि है। यह संभवतः सबसे सरल संख्यात्मक रूप से नियंत्रित ऑसिलेटर है।
दो ऐसे चलने वाले रिंग काउंटर संभवतः निरंतर-चरण आवृत्ति-शिफ्ट कुंजीयन उत्पन्न करने का सबसे सरल विधि हैं
डुअल-टोन मल्टी-आवृत्ति संकेत और प्रारंभिक मोडम टोन में उपयोग किया जाता है।[4]
एक विशिष्ट फ़ंक्शन जनरेटर 20 मेगाहर्ट्ज तक की आवृत्तियां प्रदान कर सकता है। उच्च आवृत्तियों के लिए आरएफ जनरेटर सख्त अर्थों में फ़ंक्शन जनरेटर नहीं हैं क्योंकि वे सामान्यतः केवल शुद्ध या संशोधित साइन संकेत उत्पन्न करते हैं।
अधिकांश संकेत जेनरेटर की तरह फंक्शन जेनरेटर में एक एटेन्यूएटर (इलेक्ट्रॉनिक्स) भी हो सकता है आउटपुट तरंगफ़ॉर्म मॉडुलन के विभिन्न माध्यम और अधिकांशतः आउटपुट तरंग की आवृत्ति को स्वचालित रूप से और दोहराव से स्वीप करने की क्षमता (वोल्टेज-नियंत्रित ऑसीलेटर के माध्यम से) दो ऑपरेटर-निर्धारित सीमाओं के बीच यह क्षमता किसी दिए गए विद्युत परिपथ की आवृत्ति प्रतिक्रिया का मूल्यांकन करना बहुत आसान बनाती है।
कुछ फ़ंक्शन जनरेटर सफेद या गुलाबी ध्वनि भी उत्पन्न कर सकते हैं।
अधिक उन्नत फ़ंक्शन जनरेटर को इच्छानुसार तरंग जनरेटर (एडब्ल्यूजी) कहा जाता है। वे किसी भी तरंग को उत्पन्न करने के लिए प्रत्यक्ष डिजिटल सिंथेसाइज़र (डीडीएस) विधियों का उपयोग करते हैं जिसे एम्पलीट्यूड और समय के चरण की तालिका द्वारा वर्णित किया जा सकता है।
निर्दिष्टीकरण
सामान्य-उद्देश्य फ़ंक्शन जनरेटर के लिए विशिष्ट विनिर्देश हैं:
- साइन, स्क्वायर, त्रिकोणीय, चूरा (रैंप) और पल्स आउटपुट का उत्पादन करता है। इच्छानुसार तरंग जनरेटर किसी भी आकार की तरंगें उत्पन्न कर सकता है।[2]
- यह आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला उत्पन्न कर सकता है। उदाहरण के लिए, टेक्ट्रोनिक्स FG 502 (ca 1974) 0.1 Hz से 11 MHz को आवरण करता है।[5]
- एनालॉग जनरेटर के लिए 0.1 प्रतिशत प्रति घंटा या डिजिटल जनरेटर के लिए 500 ppm की आवृत्ति स्थिरता।[5]
- एनालॉग जेनरेटर के लिए अधिकतम साइनवेव विरूपण लगभग 1% (डायोड को आकार देने वाले नेटवर्क की स्पष्ट)।[6] इच्छानुसार तरंग जनरेटर में 50 kHz.से कम -55 dB से कम और 50 kHz. से ऊपर -40 dB से कम विरूपण हो सकता है।
- कुछ फ़ंक्शन जनरेटर बाहरी संकेत स्रोत के लिए चरण लॉक हो सकते हैं जो एक आवृत्ति संदर्भ या अन्य फ़ंक्शन जनरेटर हो सकता है।
- आयाम मॉडुलन (एएम) आवृत्ति मॉडुलन (एफएम) या चरण मॉडुलन (पीएम) का समर्थन किया जा सकता है।
- आउटपुट आयाम तक 10 V पीक-टू-पीक तक।
- आयाम को संशोधित किया जा सकता है सामान्यतः एक कैलिब्रेटेड एटेन्यूएटर (इलेक्ट्रॉनिक्स) द्वारा दशक के चरणों और प्रत्येक दशक के अंदर निरंतर समायोजन के साथ।
- कुछ जनरेटर डीसी ऑफसेट वोल्टेज प्रदान करते हैं, उदा। -5 वी से + 5 वी के बीच समायोज्य।[2]
- 50 Ω का आउटपुट प्रतिबाधा।
सॉफ्टवेयर
फ़ंक्शन जनरेशन के लिए एक पूरी तरह से अलग दृष्टिकोण आउटपुट के प्रावधान के साथ तरंग उत्पन्न करने के लिए सॉफ़्टवेयर निर्देशों का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए एक सामान्य-उद्देश्य वाले डिजिटल कम्प्यूटर का उपयोग तरंग उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है; यदि आवृत्ति सीमा और आयाम स्वीकार्य हैं तो अधिकांश कंप्यूटरों में लगे अच्छा पत्रक का उपयोग उत्पन्न तरंग को आउटपुट करने के लिए किया जा सकता है।
परिपथ तत्व
तरंग जनरेटर
एक इलेक्ट्रॉनिक परिपथ तत्व जिसका उपयोग अन्य उपकरण के अंदर तरंग उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जिसका उपयोग संचार और इंस्ट्रूमेंटेशन परिपथ में और फ़ंक्शन जनरेटर उपकरण में भी किया जा सकता है। उदाहरण हैं एक्सार कॉर्पोरेशन XR2206 [7] और इंटरसिल ICL8038 इंटीग्रेटेड परिपथ जो वोल्टेज-नियंत्रित आवृत्ति पर साइन, स्क्वायर, ट्रायंगल रैंप और पल्स तरंगफ़ॉर्म जेनरेट कर सकते हैं।
फ़ंक्शन जनरेटर
एक इलेक्ट्रॉनिक परिपथ तत्व जो अपने इनपुट के कुछ गणितीय फ़ंक्शन (जैसे वर्ग रूट) के अनुपात में आउटपुट प्रदान करता है ऐसे उपकरणों का उपयोग प्रतिक्रिया नियंत्रण प्रणाली और एनालॉग कंप्यूटर में किया जाता है। उदाहरण रेथियॉन QK329 स्क्वायर-लॉ ट्यूब हैं[8] और इंटरसिल ICL8048 लॉग/एंटीलॉग एम्पलीफायर इसके उदाहरण हैं।।[9]
मैकेनिकल फ़ंक्शन जनरेटर
मैकेनिकल फ़ंक्शन जनरेटर लिंकेज (यांत्रिक), कैम -फॉलोअर तंत्र या गैर-परिपत्र गियर हैं जो विभिन्न प्रकार के कार्यों को पुन: प्रस्तुत करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं या तो आवधिक (जैसे साइन या कोसाइन फ़ंक्शन) या सिंगल-शॉट (लघुगणक, परवलयिक, स्पर्शरेखा कार्य) वगैरह।)।[10]
दबाव गेज, अल्टीमीटर और बैरोमीटर जैसे मापन उपकरणों में लिंकेज-प्रकार फ़ंक्शन जनरेटर सम्मिलित हैं जो रैखिककरण के साधन के रूप में हैं। डिजिटल कंप्यूटरों के आगमन से पहले गन फायर नियंत्रण प्रणाली और यांत्रिक कैलकुलेटर के निर्माण में यांत्रिक फ़ंक्शन जनरेटर का उपयोग किया गया था।
1 <यू <10 के लिए फ़ंक्शन लॉग (यू) का चार-बार फ़ंक्शन जनरेटर।
1 <यू <10 के लिए फ़ंक्शन लॉग (यू) का रॉकर-स्लाइडर फ़ंक्शन जनरेटर।
0 <यू <45° के लिए फंक्शन टैन(यू) का स्लाइडर-रॉकर फंक्शन जेनरेटर।
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यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ cnx.org - Using a Basic Function Generator, 2005-08-21
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Bakshi, U. A.; Bakshi, A. V.; Bakshi, K. A. (2008). इलेक्ट्रॉनिक माप और इंस्ट्रूमेंटेशन. Pune, India: Technical Publications. pp. 3–26, 3–27. ISBN 978-81-8431-435-9.
- ↑ Sonde, B. S. (1992). इंटीग्रेटेड सर्किट का उपयोग करके सिस्टम डिज़ाइन का परिचय. New Age International. pp. 244–246. ISBN 978-81-224-0386-2.
- ↑ Don Lancaster. "TV Typewriter Cookbook". (TV Typewriter). 1976. p. 180-181.
- ↑ 5.0 5.1 FG 502 Function Generator, Instruction Manual, Beaverton, OR: Tektronix, 1973, pp=1-7–1-8
- ↑ FG 502 distortion is 0.5 percent
- ↑ "Exar XR-2206 Monolithic Function Generator" (PDF). Exar. Retrieved 16 June 2013.
- ↑ Miller, Joseph A.; Soltes, Aaron S.; Scott, Ronald E. (February 1955). "वाइड-बैंड एनालॉग फंक्शन मल्टीप्लायर" (PDF). Electronics. Retrieved 15 June 2013.
- ↑ "Intersil ICL8048 Log Amplifier" (PDF). Intersil. Retrieved 16 June 2013.
- ↑ Simionescu, P.A. (2016). "A restatement of the optimum synthesis of function generators with planar four-bar and slider-crank mechanisms examples". International Journal of Mechanisms and Robotic Systems (in English). Inderscience Publishers (IEL). 3 (1): 60–79. doi:10.1504/IJMRS.2016.077038.
बाहरी संबंध
- Function Generator & Arbitrary Waveform Generator Guidebook
- Waveform Generator Fundamentals
- Function Generator Fundamentals
- Rostky, George (March 13, 2001), Design classics: the function generator, EE Times, retrieved March 31, 2012. History of the function generator.
