中古ファンクションシンセサイザーの在庫・価格

ファンクションシンセサイザーは、正弦波、方形波、三角波、ランプ波、パルスなど時間の関数として表される電圧波形を、周波数シンセサイザー並みの確度と分解能で発生させる信号発生器である。アナログの積分回路と比較器で波形を作っていた従来のファンクションジェネレータに対し、ディジタル合成方式を採用した機種を指す呼称として使われてきた。現在のファンクションジェネレータはほとんどがこの方式に置き換わっており、両者は実質的に同じ機器として扱われることが多い。
仕組みの中心はDDS(ディジタル直接合成)である。加算器とラッチで構成した位相アキュムレータが基準クロックごとに周波数設定値を累積加算し、設定値に比例した速さで増加するのこぎり波状の位相データを作る。これを波形メモリの読み出しアドレスとして振幅データを取り出し、D/Aコンバータでアナログ化したあと、低域通過フィルタでクロック成分を除いて出力する。周波数分解能は位相アキュムレータのビット長とクロック周波数で決まり、ビット長が長いほど細かくなる。周波数確度はクロック源の水晶発振器で決まり、典型的には数ppm前後である。連続正弦波の実用上限はクロック周波数の1/3〜1/4程度で、波形品質は波形メモリのアドレス長とデータ長、D/Aコンバータ(一般に12〜16ビット)の分解能と直線性に左右される。周波数を変えても発振を開始・停止しても位相が連続するため、広範囲のスイープや位相を指定したバースト発振と相性がよい。
周波数範囲は下が数μHzからmHz台、上は低周波向けの機種で1MHz前後、汎用機で数十MHz、高周波向けでは数百MHzに及ぶ。振幅は数mVから一般に±10V程度で、DCオフセットを加算できるものが多い。発振形態には連続のほか、外部トリガに同期して指定した周期数だけ出力するトリガ/バースト発振、ゲート信号がオンの間だけ整数周期を出力するゲート発振、周波数や振幅の変化をあらかじめプログラムして順に出力するシーケンス発振がある。FM、AM、PM、FSK、PSK、PWMの変調機能や、2チャネル間の位相差や周波数比を固定する連動出力を備える機種もある。波形メモリを書き換えれば任意波も出力できるが、クロックが一定なので高い周波数ではデータが間引かれる。たとえばクロック100MHz、メモリ1Mワードなら全点が出力されるのは100Hz以下に限られる。
用途は、電子回路やフィルタの周波数特性評価、増幅器の応答確認、センサや制御系への模擬信号入力、機械・生体・電力・光学分野の試験信号、オーディオ機器の調整、ロジック回路へのクロックやトリガ供給など幅広い。外部トリガ同期を使えば、測定系と連動したタイミング試験も組める。
実務上は、出力インピーダンスが通常50Ωである点に注意する。50Ω負荷を前提に設定した振幅は、高インピーダンス回路では約2倍になる。正弦波の1Vp-pが約0.35Vrmsになる関係はほかの波形には当てはまらない。方形波を観測するときは、オシロスコープの帯域が高調波をカバーしているか、低周波でACカップリングにしてサグが出ていないかを確認する。出力電流は小さいため、大きな電圧・電流が必要な負荷には電力増幅器を組み合わせる。