中古 横河電機/横河計測 Yokogawa シンセサイズドファンクションジェネレータ FG-110

シンセサイズドファンクションジェネレータは、精密な基準周波数をもとに、多様な電気波形を正確に発生させる電子計測器です。従来のアナログ方式と比較して、極めて高い周波数精度、優れた安定性、そして高度な波形制御能力を備えている点が大きな特徴です。現代の電子回路設計、研究開発、製造ラインにおいて欠かせない基本計測器の一つとなっています。

動作の仕組み

シンセサイズドファンクションジェネレータの心臓部には、ダイレクト・デジタル・シンセシス（DDS：Direct Digital Synthesis）と呼ばれる技術が採用されています。DDSは、デジタル処理によって波形データを高速に生成し、それをアナログ信号に変換するシステムです。

具体的な処理の流れは次の通りです。まず、高精度な水晶振動子が生成する基準クロック信号を基に、位相アキュムレータ（位相加算器）がデジタル値として位相を一定の幅で加算していきます。次に、得られた位相データを波形メモリ（ルックアップテーブル）に送り、その位相に対応する波形の振幅データを読み出します。メモリ内には正弦波、矩形波、三角波などの数値データがあらかじめ格納されています。

読み出されたデジタル振幅データは、高速なD/Aコンバータ（デジタル-アナログ変換器）によってアナログの電圧信号に変換されます。最後に、変換時に発生するステップ状のノイズをローパスフィルタで除去することで、滑らかで正確な波形が出力されます。周波数を変更する際は位相の加算幅を変えるだけで済むため、位相を連続保ったまま瞬時に周波数を切り替えることが可能です。

主な特徴

圧倒的な周波数精度と分解能：
基準クロックに高精度な発振器を使用しているため、周波数安定度はppm（100万分の1）オーダーに達し、ミリヘルツ単位以下の極めて細かい周波数設定が可能です。

出力波形の柔軟性：
正弦波やパルス波といった基本波形だけでなく、PCなどで作成した任意の波形データを出力できる「任意波形発生（AWG）機能」を備えているモデルが主流です。

豊富な変調・制御機能：
振幅変調（AM）、周波数変調（FM）、位相変調（PM）などの各種変調をはじめ、周波数を連続的に変化させるスイープ機能や、指定した波形数だけ出力するバースト機能を一台で実行できます。また、複数チャネルを持つ機器では、チャネル間の位相差を精密に制御できます。

主な用途

電子回路および半導体の評価：
アンプやフィルタ回路の周波数応答特性試験において、入力信号源として使用されます。回路が特定の周波数や波形に対してどのように応答するか、歪みやノイズ耐性を正確に測定できます。

自動車および産業機器のセンサーシミュレーション：
車載ECU（電子制御ユニット）の開発・テストにおいて、クランク角センサーや車輪速センサーなどが発する複雑な波形を再現し、ECUの動作検証に用いられます。

音響・通信機器の開発：
オーディオ機器の過渡応答特性の評価や、変調機能を活用した無線通信機器の中間周波数（IF）信号・ベースバンド信号の疑似発生源として利用されます。

医療・生体信号処理の研究：
心電図（ECG）や脳波（EEG）などの複雑な生体波形を任意波形機能で再現し、医療機器の動作確認や解析アルゴリズムの検証に活用されています。

教育・基礎研究：
大学や技術系学校の実習において、波形の基本性質や回路の振る舞いを学ぶための標準的な信号源として広く配備されています。