中古ファンクションジェネレータの在庫・価格

ファンクションジェネレータは、正弦波・方形波・三角波を基本に、パルス、ランプ波、ノイズ、さらに任意波形までを一台で発生できる信号源である。周波数範囲は機種により数μHzから数十MHz程度が中心で、上位機では数百MHzに及ぶものもある。出力振幅は数mVから10Vp-p程度(50Ω負荷時、開放時は20Vp-p程度)が一般的で、DCオフセットを加えられる機種が多い。
内部方式はアナログ方式とDDS方式に大別される。アナログ方式は積分器とヒステリシス付きコンパレータでループを組み、積分器出力がしきい値に達するたびにコンパレータが反転することで三角波と方形波を同時に得る。正弦波は三角波を波形整形回路で近似して作るのが一般的である。積分電流を電圧で変えれば周波数を制御できるため外部電圧による掃引が容易で、内部に高速デジタル回路がないぶんノイズの少ない信号を得やすい。一方、周波数の確度や安定度はデジタル方式に及ばず、正確な周波数が必要な場合はカウンタで確認する運用になる。
現在の主流はDDS方式である。加算器とラッチからなる位相アキュムレータがクロックごとに周波数設定値を累積し、その値を波形メモリの読み出しアドレスとして使い、読み出したデータをD/A変換器でアナログ信号に戻す。周波数分解能はアキュムレータのビット長とクロック周波数で決まり、μHz級も実現できる。周波数確度は基準の水晶発振器で決まり数ppm前後が目安で、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、D/A変換器は12〜16ビット程度が使われる。周波数を変えても位相が連続するため、広範囲のスイープや変調に向く。
DDS方式では波形メモリを書き換えれば任意波形を出せるが、クロックが一定のため出力周波数が高いほど波形データが間引かれる。例えばクロック100MHz、メモリ1Mワードなら全点が出力されるのは100Hz以下である。複雑な任意波形はオシロスコープで再現性を事前に確かめるのが実務上の基本となる。また方形波やパルスではクロックに起因するジッタが原理的に生じ、デジタル回路のノイズが出力に乗ることもあるので、これらが効く用途では低減策を持つ機種を選ぶ。
機能面の大きな特徴は、外部トリガに同期した発振ができる点である。指定した周期数だけ出力するバースト発振、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、開始・停止位相の指定に加え、AM・FM・PM・FSK・PSK・PWMなどの変調、周波数や振幅のスイープ、複数ステップを順に出力するシーケンス発振を備える機種が多い。2チャネル機ではチャネル間の位相差や周波数比を保った出力もできる。
用途は電子回路やフィルタ、増幅器の周波数特性評価、センサ信号の模擬、ロジック回路へのクロックやパルスの供給、教育実験など幅広く、外部制御により評価システムへ組み込まれることも多い。大きな駆動電力が必要な負荷にはバイポーラ電源などの増幅器を、A/D変換器や音響機器の評価で低ひずみの正弦波が必要な場合は外付けフィルタを組み合わせる。多チャネルの同期出力をバイポーラ電源と組み合わせ、三相電源の模擬やメカトロ機器の試験に使う例もある。
使用上の注意として、出力インピーダンスは通常50Ωで、振幅設定は50Ω終端を前提とすることが多い。高インピーダンスの回路に接続すると設定値の約2倍の電圧が現れるため、負荷条件に合わせた設定が必要である。また正弦波では1Vp-pが約0.35Vrmsに相当するが、他の波形ではこの換算は成り立たない。