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シグナルジェネレータについての概要、用途、原理などをご説明します。また、シグナルジェネレータのメーカー6社一覧や企業ランキングも掲載しております。シグナルジェネレータ関連企業の2025年3月注目ランキングは1位:テクトロニクスとなっています。
シグナルジェネレータとは、電子測定で被測定回路を動作させるために使用する機器のことです。
信号源を作る役割があります。現在では、様々な波形を生成するためにデジタル技術をベースとしてシグナルジェネレータの機器設計されているのが主流です。
シグナルジェネレータで生成できるのは理想的な形だけではなく、既知の歪みの量と種類を再現し、それらを出力波形に加算することも可能です。被測定回路だけでは必要とする歪みを必要なタイミングで再現することができない場合もあります。
歪みのある信号を供給し、その応答を観察することで通常の性能範囲を超えるストレスがかかった時の耐久性を調査することができます。
シグナルジェネレータは、回路の設計検証や解析、各種実験用途、さらに生産現場では製品のテスト信号として製品検査などにも使われています。製品のテスト信号として使う場合は、標準となる信号発生器を常に用意することが大切です。
これと比較しながら定期的に校正をかけて、シグナルジェネレータの出力を調整すします。シグナルジェネレータが生成する波形には、一般的に方形波や矩形波、三角波、のこぎり波、サイン波なをを基本として数十種類以上もあります。さらに、理想的な波形のみならゆがみやノイズを付加することにより、一層現実の波形に近い条件を作り出し、精度の高い設計に貢献します。
シグナルジェネレータは、前述の通り設計した回路やシステムの検証うことで、仮想的な入力信号を疑似的に作り出し、これを機器に入力し不具合の検出を行います。
その結果を踏まえ、再度、回路の見直しを行うというトライアンドエラーのサイクルを回し機器の設計完成度を上げていきます。
一般的に機器の設計は回路ブロック単位で行います。単一回路ブロックの設計終了後に検証を行う場合、入力信号が必要となりますが、設計の初期段階では、接続相手の回路が存在しません。
このような場合にシグナルジェネレータから必要な信号を作り出して、設計完了した回路に入力することで検証作業を行います。
個々の回路ブロックの設計が完了し、製品として組み上げた場合にも同様にシグナルジェネレータから生成された信号を入力して試験を行います。この際、理想的な入力信号のみでなく、実際のユーザの使用環境下において発生する可能性のある信号のゆがみやノイズを付加して検証作業を行います。
以上の通り、シグナルジェネレータは設計の初期段階から設計完了間際まで、更には生産時のテストに至るまで幅広い範囲で使われる測定器です。
シグナルジェネレータは発生する電気信号の波形や周波数で以下に示す分類ができます。
AF (Audio Frequency) 発振器は、主にオーディオ帯域の信号を発生させるシグナルジェネレータです。出力周波数は数10kHz程度であり、正弦波や矩形波を出力します。低周波発振器またはRC発振器とも呼ばれる発振器です。
直流や正弦波のみならず、方形波や三角波などの各種波形を出力可能なシグナルジェネレータです。出力周波数は0Hz~数10MHzであり、近年はノイズやDC電圧出力を含めて波形を加算して出力することもできます。
RF (Radio Frequency) 信号発生器は、周波数・電力・変調などを制御した電気信号を出力することが可能なシグナルジェネレータです。数10MHz以上の周波数を出力します。
AF発振器は単一正弦波を出力可能ですが、RF信号発生器では変調と呼ばれる操作を加えることができます。EMI試験での信号源や無線機の性能試験などの用途に使用されるシグナルジェネレータです。
他にはロジック信号のパターンを出力するパターンジェネレータや目的にあった雑音を発生させる雑音発生器等があります。
参考文献
https://www.techeyesonline.com/tech-column/detail/Reference-FunctionGenerator-01/
https://ednjapan.com/edn/articles/0612/01/news149.html
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