Generator fal sinusoidalnych to rodzaj sprzętu elektronicznego, który generuje oscylującą częstotliwość w postaci sinusoidalnej. Większość z nich jest stosunkowo niewielka, przy czym zdecydowana większość jest trzymana w ręku. Istnieje kilka różnych powodów, dla których tego rodzaju narzędzia są ważne, ale większość z nich wiąże się z pomiarem częstotliwości dźwięku lub częstotliwości elektrycznej, z których oba zazwyczaj przyjmują przebieg sinusoidalny. Funkcja sinusoidalna porusza się w górę i w dół, w górę i w dół, tworząc spójny, gładki, pofałdowany wzór wzgórz i dolin. W matematyce krzywe te są często wykreślane i mierzone, aw środowisku naturalnym często mówią wiele o prędkości, objętości i innych kwestiach wzmocnienia. Generator fal sinusoidalnych wytwarza te fale, zwykle w celu porównania lub pomiaru fal istniejących gdzie indziej. Czasami generowane fale są również wykorzystywane do kalibracji sprzętu pomiarowego i generowania efektów dźwiękowych.
Ogólne zrozumienie fal sinusoidalnych
Fala sinusoidalna charakteryzuje się równymi, nieprzerwanymi oscylacjami, które można przedstawić jako serię idealnie proporcjonalnych „wzgórz” i „dolin” lub wzlotów i upadków. Fale świetlne i dźwiękowe przyjmują tę formę w sposób naturalny, podobnie jak wiele innych zjawisk naturalnych, takich jak fale oceaniczne. Większość wyjść elektrycznych również podąża za tym schematem.
Wykreślanie i identyfikacja funkcji sinusoidalnych tych sygnałów wyjściowych może być pouczające, ale istnieją również przypadki, w których faktyczne generowanie sztucznych imitacji lub mimiki może być również przydatne. W tym miejscu pojawiają się generatory fal sinusoidalnych. Przez większość czasu te urządzenia są używane przez ludzi, którzy chcą albo skalibrować urządzenie, albo naprawić coś, co nie działa poprawnie. Generatory emitują częstotliwości równe tym, które wykrywają, co pozwala inżynierom zobaczyć dokładne wzorce emitowane w sposób naturalny; większość urządzeń może również emitować fale wstępnie zaprogramowanych parametrów, które mogą pomóc w ponownej kalibracji takich rzeczy, jak czuły sprzęt dźwiękowy lub wzmacniacze.
Zastosowania audio i elektryczne
Generator fal sinusoidalnych może napędzać głośniki audio, jeśli generowana fala znajduje się w zasięgu ludzkiego słuchu. Technicy najpierw mierzą prędkość emitowanej fali, a następnie regenerują ją za pomocą swoich urządzeń, aby zsynchronizować i zwykle wzmocnić wytwarzane dźwięki.
Ta sama technika może być ogólnie zastosowana do elektroniki i urządzeń elektrycznych. Elektryczny prąd przemienny (AC), który jest dostępny z gniazdek ściennych w większości miejsc, zmienia się w postaci fali sinusoidalnej z szybkością 60 cykli na sekundę (herc). Turbina lub generator elektryczny wytwarzający prąd przemienny jest rodzajem generatora fal sinusoidalnych. Niektóre obwody elektryczne, w szczególności obwody rezonansowe, oscylują na wzór fali sinusoidalnej, a zatem są stosowane w generatorach fal sinusoidalnych. Fale sinusoidalne są wytwarzane przez obwód rezonansowy, gdy napięcie na wyjściu rośnie i spada w sposób sinusoidalny.
Generatory funkcji
Generatory funkcji mogą zazwyczaj wytwarzać zarówno fale sinusoidalne, jak i inne kształty fal, takie jak fale prostokątne i fale trójkątne, przez dodanie kilku różnych fal. Dowolną funkcję okresową lub oscylacyjną można opisać jako ważoną sumę wielokrotności częstotliwości podstawowej. Na przykład transformata Fouriera jest funkcją matematyczną, która opisuje, które fale sinusoidalne zsumowane dadzą pożądaną falę.
Fale prostokątne i inne warianty
Oscylatory mogą często generować fale o różnych kształtach, generując wiele nakładających się fal sinusoidalnych i cosinusoidalnych. Typowe przykłady to fale prostokątne, które rosną i utrzymują poziom przez pewien czas, a następnie opadają do odwrotności pierwotnego poziomu i utrzymują go przez pewien czas, a następnie ponownie oscylują w górę, wielokrotnie. Fale prostokątne są używane w elektronice cyfrowej do wytwarzania sygnału włączania/wyłączania w stałych odstępach czasu, aby sterować logiką cyfrową, służąc w ten sposób jako wewnętrzne zegary czasowe, które regulują działania w komputerach. Szybkość procesora komputera jest opisana przez częstotliwość jego wewnętrznego zegara w jednostce zwanej Hertz. Komputer jest opisywany jako działający z prędkością określonej liczby gigaherców (GHz). Jeden cykl na sekundę to 1 herc.