EinFunktionsgenerator ist ein Gerät zum Erzeugen periodischerelektrischer Signale mit unterschiedlichen Kurvenformen, insbesondereSinus,Rechteck,Dreieck undSägezahn, mit einstellbarerFrequenz (üblicherweise bis einige MHz) undAmplitude.
Funktionsgeneratoren dienen zum Überprüfen vonelektronischen Schaltungen wie Verstärker undFilter.
InAnalogrechnern hat der BegriffFunktionsgenerator eine andere Bedeutung. Hier bezeichnet er einen Funktionsblock, der ein Ausgangssignal als Funktion eines Eingangssignals erzeugt. Dabei muss das Eingangssignal nicht die Zeit sein.
Je nach Ausstattung sind Einstellmöglichkeiten für Symmetrie,Gleichanteil und oft auch fürWobbelfunktionen vorhanden. Manche Geräte enthalten einenFrequenzzähler zur genauen Einstellung.
Einfache Funktionsgeneratoren mit analoger Schaltungstechnik enthalten einen einstellbaren Dreieck-Oszillator, dessen Ausgangssignal über eine nichtlineare Schaltung in ungefähre Sinusform gebracht wird. Bei diesen Geräten weisen die Sinusausgänge i. A. einen relativ hohenKlirrfaktor auf. Das Rechtecksignal wird aus dem Dreieck mittels einesKomparators erzeugt, wobei durch Veränderung der Vergleichsspannung die Impulsbreite des Rechtecks eingestellt werden kann. Dieser Aufbau steht in Form vonintegrierten Schaltungen zur Verfügung (z. B. XR2206, ICL8038, MAX038), wodurch er sehr kostengünstig zu realisieren ist.
Digitale Funktionsgeneratoren, welche heute üblich sind, arbeiten mitdirekter digitaler Synthese (DDS) und können verschiedene periodische Signalverläufe generieren. Die Genauigkeit ist wesentlich höher als bei Geräten mit analoger Schaltungstechnik und hängt primär von der internen Auflösung in der DDS ab. AlsTaktquelle dient im Regelfall einQuarzoszillator, welcher die DDS taktet. Über veränderbare Speichertabellen lassen sich mit manchen dieser Geräte auch beliebig programmierbare Kurvenformen erzeugen und periodisch ausgeben. Diese Funktionsgeneratoren werden alsArbiträrgenerator bezeichnet.
In nebenstehender Abbildung ist ein einfacher Funktionsgenerator in analoger Schaltungstechnik dargestellt. Die Operationsverstärker OP1 und OP2 erzeugen das Rechteck- und Dreiecksignal wie unterDreieck-Generator beschrieben. Die Widerstände R5 bis R6 und die Dioden D1 bis D6 bilden den Sinus-Former (sine shaper), einen spannungsabhängigen Widerstand. Steigt die Dreieckspannung, werden zuerst D1 und D2 über R5 leitend. Dann werden D3 und D4 über R6 leitend, und zuletzt leiten auch D5 und D6. Je höher die Spannung an R4, umso niederohmiger wird die Sinus-Former-Schaltung und umso mehr dämpft der Spannungsteiler R4/Sinus-Former das Signal. OP3 ist als Pufferverstärker mit Verstärkung=1 beschaltet.