Anatomia di un Generatore di Frequenza Audio: Oscillatore, Forma d'Onda, Uscita e Controllo
Un Generatore di Frequenza Audio (AFG) — chiamato anche Generatore di Funzioni o Generatore di Segnali — produce segnali AC precisi e regolabili nel range ~20 Hz–20 kHz (spesso più ampio). Ecco i suoi blocchi funzionali.
Blocchi Principali
- Oscillatore (Sorgente di Frequenza)
- Analogico: Ponte di Wien (seno a bassa distorsione), LC, o VCO (controllato da tensione).
- Digitale (DDS — Sintesi Diretta Digitale): Accumulatore di fase + tabella di ricerca + DAC. Domina gli AFG moderni. Offre risoluzione µHz, salti di frequenza istantanei, continuità di fase.
- Riferimento Quarzo/PLL: 10–100 MHz TCXO/OCXO disciplinato a GPS/Rb per alta accuratezza.
- Generazione Forma d'Onda
- Seno, Quadro, Triangolo, Rampa, Impulso, Arbitrario (ARB), Rumore, PRBS.
- DDS: Forma d'onda = output memoria. Analogico: Reti di sagomatura (punti di interruzione diodi, integratori).
- Controllo Frequenza
- Manopola/tastiera frontale, remoto GPIB/USB/LAN/SCPI, ingresso VCO esterno (sweep analogico/FM).
- Modalità sweep: Lineare, Log, Lista, Passo. Modulazione Triggerata/Inchiusa/FSK/PSK.
- Controllo Ampiezza e Condizionamento Uscita
- Amplificatore a guadagno variabile (VCA) / Attenuatore digitale: 0–10+ Vpp su 50Ω / Hi-Z.
- Iniezione offset DC (±5V tipico).
- Protezione uscita: Cortocircuito, sovratensione ±15V, relè di disconnessione.
- Stadio di Uscita
- Driver a bassa impedenza (50Ω tipico) per abbinamento cavo; modalità Hi-Z per alta tensione.
- Uscite Bilanciate (XLR) / Sbilanciate (BNC).
- Modulazione e Funzioni Avanzate
- AM, FM, PM, PWM, Somma (aggiungi rumore/mod), Scoppio, Trigger/Gate.
- Modelli a due canali: Fase-bloccati, tracciamento, accoppiamento, IQ baseband.
- Interfaccia Utente e Display
- Touchscreen TFT, tasti morbidi, tastiera numerica, anteprima forma d'onda.
- Alimentazione
- Lineare (basso rumore) o Switching + Post-regolazione. Da banco: Rete AC. Portatile: Li-ion + DC-DC.
Criteri di Selezione
- Range di frequenza e risoluzione (DDS: µHz; Analogico: limitata).
- Fedeltà forma d'onda: THD (seno), tempo di salita/discesa (quadro), jitter.
- Range ampiezza, accuratezza, piattezza.
- Capacità di modulazione e sweep.
- Canali, sincronizzazione fase, profondità memoria ARB.
- Interfaccia: USB, LAN, GPIB, conformità SCPI.