En sinusvågsgenerator är en typ av elektronisk utrustning som genererar en oscillerande frekvens i ett sinusformigt mönster. De flesta är relativt små, med de allra flesta handhållna. Det finns ett par olika anledningar till varför den här typen av verktyg är viktiga, men de flesta har att göra med mätning av antingen ljud eller elektrisk frekvens, som båda vanligtvis tar ett sinusmönster. En sinusform går upp och ner och upp och ner i ett konsekvent, jämnt, böljande mönster av kullar och dalar. Inom matematiken ritas och mäts dessa kurvor ofta, och i naturliga miljöer berättar de ofta mycket om hastighet, volym och andra frågor om förstärkning. En sinusvågsgenerator producerar dessa vågor, vanligtvis som ett sätt att jämföra eller mäta vågor som finns någon annanstans. Ibland används även genererade vågor för att kalibrera mätutrustning och generera ljudeffekter.
Förstå sinusvågor i allmänhet
En sinusvåg kännetecknas av jämn, obruten svängning som kan plottas som en serie av perfekt proportionerade ”kullar” och ”dalar” eller upp- och nedgångar. Ljusvågor och ljudvågor tar denna form naturligt, liksom många andra naturfenomen som havsvågor. De flesta elektriska utgångar följer också detta mönster.
Att plotta och identifiera sinusfunktionerna för dessa utgångar kan vara lärorikt, men det finns också tillfällen där faktiskt generering av artificiella imitationer eller mimiker också kan vara användbara. Det är här som sinusvågsgeneratorer kommer in. För det mesta används dessa enheter av människor som antingen vill kalibrera en enhet eller fixa något som inte fungerar som det ska. Generatorer avger frekvenser lika med vad de upptäcker, vilket kan göra det möjligt för ingenjörer att se de exakta mönstren som sänds ut naturligt; de flesta enheter kan också avge vågor av förprogrammerade detaljer, vilket kan hjälpa till att omkalibrera saker som känslig ljudutrustning eller förstärkare.
Ljud och elektrisk användning
En sinusvågsgenerator kan driva ljudhögtalare om den genererade vågen ligger inom området för mänsklig hörsel. Tekniker mäter först våghastigheten som sänds ut och regenererar sedan den med sina enheter för att synkronisera och vanligtvis också förstärka de ljud som produceras.
Samma teknik kan tillämpas på elektronik och elektriska apparater mer generellt. Elektrisk växelström (AC), som finns tillgänglig från vägguttag på de flesta ställen, växlar i ett sinusvågsmönster med 60 cykler per sekund (Hertz). En turbin eller elektrisk generator som producerar växelström är en slags sinusvågsgenerator. Vissa elektriska kretsar, särskilt resonanskretsar, oscillerar i mönstret av en sinusvåg och används därför i sinusvågsgeneratorer. Sinusvågor alstras av en resonanskrets när spänningen över utgången stiger och faller i ett sinusformigt mönster.
Funktionsgeneratorer
Funktionsgeneratorer kan typiskt producera både sinusvågor och andra vågformer, såsom fyrkantvågor och triangulära vågor, genom att lägga ihop flera olika vågor. Vilken periodisk eller oscillerande funktion som helst kan beskrivas som en viktad summa av multiplar av basfrekvensen. En Fouriertransform är till exempel en matematisk funktion som beskriver vilka sinusvågor som adderas tillsammans som kommer att skapa den önskade vågen.
Square Waves och andra varianter
Oscillatorer kan ofta generera vågor av olika former genom att generera flera överlappande sinus- och cosinusvågor. Vanliga exempel inkluderar fyrkantsvågor som går upp och bibehåller en nivå under en tid, och sedan sjunker till inversen av den ursprungliga nivån och behåller den under en tid, och sedan svänger tillbaka upp igen, upprepade gånger. Fyrkantsvågor används i digital elektronik för att producera en på/av-signal med konsekventa intervaller för att driva digital logik, och fungerar således som interna tidsklockor som reglerar handlingar i datorer. Hastigheten hos ett datorprocessorchip beskrivs av frekvensen på dess interna klocka i en enhet som kallas Hertz. En dator beskrivs som att den arbetar med en hastighet av ett visst antal gigahertz (GHz). En cykel per sekund motsvarar 1 Hertz.