Un generador de funciones es un dispositivo capaz de generar diferentes funciones o formas de onda en un solo dispositivo de forma. Estas formas de onda incluyen el seno, el diente de sierra, el cuadrado y las ondas pulsadas.
En este artículo hablaremos del generador de funciones, sus formas de onda y sus aplicaciones mediante diagramas de bloques.
En este artículo
¿Qué es un generador de funciones?
El generador de funciones es un instrumento de prueba que puede generar distintas formas de onda, es decir, ondas sinusoidales, cuadradas y triangulares. Puedes variar la longitud y las frecuencias de las ondas aplicadas mediante el generador de funciones. Sin embargo, podrías generar formas de onda incorporadas en el generador de funciones.
El rango de frecuencias utilizadas en el generador de funciones es de 0 HZ a 100KHZ. Sin embargo, para los instrumentos industriales, este rango es relativamente alto. Los osciloscopios actuales utilizan un generador de funciones, lo que los hace más funcionales y ofrecer mejores resultados.
Las formas de onda en un generador de funciones
Ondas sinusoidales
Las ondas sinusoidales o senoidales son unas de las formas de onda más esenciales que crea un generador de funciones en pantalla. Se utiliza para probar instrumentos que necesitan una sola frecuencia. Mientras tanto, las otras formas de onda también utilizan armónicos.
La onda sinusoidal se utiliza en muchos circuitos electrónicos. Proporciona información básica sobre los defectos de una máquina electrónica o de sistemas analógicos, ya que solo se necesita una sola frecuencia para encontrar resultados.
Ondas cuadradas
Los circuitos lógicos utilizan estas ondas cuadradas, y la señal se desplaza de niveles altos a niveles bajos en un circuito. Al utilizar estas ondas, es esencial tener en cuenta que el tiempo de subida y bajada de los bordes es más rápido. La salida que muestra el generador de funciones es rápida, por lo que debemos ajustarla en consecuencia.
El problema surge cuando los bordes no son lo suficientemente rápidos y no cumplen los requisitos del circuito lógico. Para superar este problema, se coloca un búfer en la entrada para que los bordes sean más rápidos.
Pulso
Un pulso es otro tipo de forma de onda que se genera mediante un generador de funciones. No hay diferencias significativas entre la onda cuadrada y el pulso, salvo en la relación espacio-marca. La relación espacio-marca de 1:1 se utiliza en muchos circuitos electrónicos.
Un generador de funciones capaz de producir la onda de impulso facilita el trabajo. Genera automáticamente el espacio-marca, sin tener en cuenta el espacio-marca original del instrumento. Sin embargo, la velocidad de los flancos ascendentes y descendentes importa mucho. Tiene que ser más rápido para que el generador de funciones lo capte.
Onda triangular
Los amplificadores operacionales utilizan esta forma del generador de funciones, que actúa como integrador. La forma de onda se mueve entre puntos altos y bajos.
Estas formas de onda se utilizan para probar amplificadores, ya que la distorsión y la saturación se aprecian mejor mediante formas de onda triangulares que mediante ondas sinusoidales.
Ondas en diente de sierra
Es una onda triangular con puntos de subida más rápidos y de bajada más lentos. Esto solo ocurre cuando cambias la velocidad de carga de los elementos de subida y bajada de cualquier integrador.
La forma de onda en diente de sierra se utiliza principalmente en las pantallas de rayos catódicos con un voltaje que aumenta lentamente para ayudar a conseguir la exploración. Se necesita un flyback más rápido para volver al barrido, por lo que la forma de onda parece una onda en diente de sierra.
Diagrama de bloque de generador de funciones
Aquí tenemos un diagrama de bloques para hacer funcionar un generador de funciones en el que la frecuencia se gestiona cambiando la corriente por dos alimentaciones. Estas corrientes accionan el integrador, y el generador recibe múltiples formas de onda de salida.
La tensión suministrada en el sistema regula estos suministros de corriente. La alimentación de corriente proporciona una corriente lineal al integrador para que se pueda generar una forma de onda suave. Cuando hay un cambio en la corriente, la forma de onda sube o baja según el aumento y la disminución del valor.
La alimentación de corriente dos del esquema proporciona la corriente inversa para bajar la onda. Hay un valor de compensación hasta que la corriente inversa fluye por el circuito; después, el circuito cambia automáticamente de estado y vuelve a utilizar la corriente de alimentación uno.
La salida del integrador tiene forma triangular cuando la frecuencia depende de la alimentación de corriente constante (alimentación de corriente 1).
Un sistema que funcione a la misma frecuencia generará la onda cuadrada a la salida del comparador.
La amplitud de las ondas de salida se modifica mediante el circuito de conformación del diodo de resistencia, y obtenemos una forma de onda sinusoidal más suave, manteniendo el nivel de distorsión por debajo del 1 %.
Los controles de un generador de funciones
Hay cuatro controles básicos con los que funciona un generador de funciones.
Frecuencia
La frecuencia es uno de los controles más importantes del generador de funciones. Mediante este control, la forma de onda se repite y muestra las propiedades de los dispositivos.
Tipo de forma de onda
Este control te permite generar formas de onda como sinusoidal, cuadrada o triangular. Diferentes frecuencias y tensiones pueden proporcionar diferentes formas de onda. Sin embargo, el generador de funciones solo producirá formas de onda que estén programadas en su sistema.
Desplazamiento
Este control ayuda a variar la tensión en el circuito y se mueve desde 0 V hasta los valores más altos que establezcamos para un dispositivo.
Ciclo de trabajo
Este control cambia las relaciones de tensión para un valor alto y un valor bajo de una forma de onda cuadrada. Cuando se necesita una forma de pulso o triangular, la relación del ciclo de trabajo se cambia a una relación 1:1 con tiempos de subida y bajada iguales.
¿Cómo hacer un diagrama de bloque?
Los diagramas de bloques están pensados para aliviar la complejidad de un sistema y hacerlo más comprensible para los ingenieros. A continuación te explicamos cómo puedes crear un diagrama de bloques.
Primer método: Empezar de cero
Antes de empezar a diseñar tu diagrama de bloques, es esencial que sepas cuáles son tus necesidades. Necesitas conocer los componentes de tu diagrama y los puntos iniciales y finales.
Entrada y salida
Dibuja bloques de entrada y salida en tu diagrama. Vamos a tomar un ejemplo para el diagrama. La Antena es el dispositivo de entrada, y el altavoz es el de salida. Vamos a añadir las entradas y salidas en el diagrama.
Dibujar los componentes del diagrama
Necesitas añadir algunos bloques más para añadir componentes a tu diagrama. Rellena los bloques con el etiquetado adecuado para que sea más fácil de entender para un novato.
Dibuja una relación con indicaciones claras
Ahora, añade relaciones entre los componentes del diagrama. La dirección de los diagramas debe ser correcta. Puedes añadir colores para dar a tu diagrama un toque extra.
Segundo método: Empezar con una plantilla
Paso 1: Haz clic en la plantilla siguiente para descargarla. Podrás editar este archivo en tu sistema online. Si necesitas algo más, puedes elegir plantillas diferentes.
Paso 2: Personaliza el diagrama y añade o elimina los componentes que no quieras. En este ejemplo, la turbina de almacenamiento de combustible se dibuja para ver la cantidad de almacenamiento que tenemos y dar información a la sala de control. Hemos añadido componentes como la cámara, imágenes y todo desde la plantilla y hemos añadido componentes con facilidad.
Conclusión
Un generador de funciones se utiliza mucho para comprobar las propiedades, los defectos y el funcionamiento de un instrumento. Las formas de onda generadas a través del generador de funciones nos dicen muchas cosas sobre el instrumento. El diagrama de bloques del generador de funciones nos ayuda a comprender el funcionamiento del generador. ¿Qué componentes se necesitan para formar estos diagramas?
A veces puede resultar tedioso hacer diagramas de bloques de generadores de funciones. Por tanto, una plantilla podría hacerlo fácilmente por nosotros. EdrawMax nos ayuda a generar rápidamente estos diagramas proporcionando todas las herramientas necesarias para realizarlos. Así pues, espero que aprendas mucho sobre los generadores de funciones y sobre cómo te ayudan a obtener la información más valiosa sobre un instrumento. El diagrama de bloques del generador de funciones es el que describe sus funcionalidades. Así que, para crear tu esquema de cualquier circuito, EdrawMax podría ayudarte. Pruébalo para comprenderlo mejor.
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