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Rechteckgenerator     Sinusoszillator     Nadelgenerator


Signalgeneratoren


Signal wird hier als Unterbegriff verwendet, also nicht als Zeichen mit einer bestimmten Bedeutung, sondern als zeitabhängige elektrische Größe.
Generator (lat.) heißt Erzeuger.
Oscillum (lat.) heißt Schaukel (vgl. physikalisches Pendel).
Ein Signalgenerator  ist eine eine Schaltung die (mit Hilfe der Betriebsspannung) aus sich selbst heraus eine Wechselspannung
oder pulsierende Gleichspannung erzeugt.


Signalgeneratoren lassen sich aufschlüsseln in:

1. Kippschwingungsgeneratoren oder einfach: Kippgeneratoren
Ein Kippgenerator ist ein Signalgenerator der im Schalterbetrieb funktioniert. Bei Erreichen einer bestimmten Schaltschwelle schaltet (kippt) die Schaltung um. Er besteht aus einem Verstärker mit vu >1 und 0° Phasendrehung sowie einer jeweils durch Hoch- oder Tiefpaß voreilenden Mitkopplung oder nacheilenden Gegenkopplung oder beidem. Die Schaltschwelle wird jedenfalls relativ nacheilend umgeschaltet, sodaß sich der Kippvorgang jeweils in umgekehrter Richtung wiederholt und so ein periodisches Signal entsteht. Beim Kippschwinger sind einzelne Elemente organisch verschmolzen, etwa zu einem Element mit fallender Kennlinie, so wie bei dem historischen Glimmlampenblinker oder dem veralteten UJT- Generator. Ein Kippschwingungsgenerator der zur Energiewandlung dient (was normalerweise mit Spulen geschieht), heißt Drosselwandler. Ein Sperrwandler ist ein Drosselwandler dessen Spule (=Drossel) Energie an den Ausgang abgibt, während das aktive Bauelement (meist ein Transistor) sperrt. Hat der Sperrwandler, wie so oft, nur einen Transistor, dann übernimmt eine Sekundärspule, also ein Trafo die restlichen 180° Phasendrehung, sodaß der Verstärker prinzipiell wieder 0° hat. Ein Durchflußwandler hingegen addiert Drosselenergie und Betriebsenergie und liefert sie als Ausgangsenergie; entsprechend höher ist seine Leistung. Zur Beachtung: Eine Leistungendstufe die nicht im Rückkopplungszweig liegt, gehört nicht direkt zu den Signalgeneratoren als elektronische Schaltung (elektronische Geräte sind eine andere Klasse).

Es gibt einige typische Arten von Kippgeneratoren:

* Rechteckgenerator (REG)
* Dreieckgenerator (DEG)
* Nadelgenerator (NAG)
* Sägezahngenerator (SÄG)


2. Oszillatoren
Ein Oszillator ist ein Sinussignalgenerator. Er besteht aus einem linearen Verstärker der vorzugsweise kontinuierlich über die gesamte Periode mitgekoppelt ist und einem 180°- Phasenschieber oder Resonator. Die Gesamtverstärkung ist im eingeschwungenen Zustand >= 1, beim Anschwingen >1.  Phasenschieber können aus RC- oder RL-Gliedern bestehen. Als Resonator eignen sich z.B. ein Schwingkreis, ein Quarz oder eine Stimmgabel. Durch Rauschen (wenn nicht durch den Einschaltstrom)  entsteht auf der Schwingfrequenz bereits das geforderte Signal. Es schaukelt sich durch die Mitkopplung hoch und wird entweder hart begrenzt oder durch eine Ampltitudenregelung in der Schwebe gehalten.

* Sinusoszillator (SINO)
* Hochfrequenz-Sinusoszillator (HFO, O) , siehe auch unter Hochfrequenztechnik.

Das ganze Gerät wird häufig auch Sinusgenerator (SING) genannt.

3. Rauschgeneratoren
Ein Rauschgenerator besteht meist aus einer Rauschquelle (z.B. PN-Übergang) mit Verstärker (vu~100) und ggf. einem Tiefpaß-Filter zur Erzeugung von rosa oder sonstwie gefärbtem Rauschen. Eine Rückkopplung gibt es hier nicht unbedingt, von daher ist der Rauschgenerator ein Sonderfall.

* Rauschgenerator (RAG)



Hinweis (1):  Ein Gerät namens "Signalgenerator" gibt es nicht, genausowenig wie es ein Musikinstrument namens "Saiteninstrument" gibt.  Das Gerät, welches mehrere Signalformen erzeugt, nennt sich Funktionsgenerator.

Hinweis (2): Eine Kippschaltung kann sowohl ein elektronischer Schalter als auch ein Kippschwingungsgenerator sein. Das bedeutet, daß sich solche Kategorien offenbar unvermeidlich überschneiden. Der populäre Ausdruck dafür ist "Muiltivibrator". Dieser Ausdruck wird im Deutschen Elektronikinstitut aus folgendem Grund  nicht verwendet: Zwar entstehen beim Umschalten "Vibrationen" das heißt ein Dirac-Impuls mit seinen beliebig vielen Frequenzen, aber das wesentliche an der Kippschaltung ist der Schaltvorgang im Ganzen und nicht seine analytische Betrachtung.

Hinweis (3): Es hat sich ergeben, daß ein Oszillator ein Sinussignalgenerator ist und nicht: "Resonanzgenerator". Es gibt Phasenschiebergeneratoren die ein Sinussignal erzeugen und zu obigen Definition passen. Die Unterscheidung zwischen Resonanzelementen mit einer Güte von beispielsweise >1 und <1 (z.B. Schwingkreis versus Wien-Glied) scheint zwar greifbar nahezuliegen, unterliegt aber bei genauer und experimentell bestätigter Betrachtung dem sehr ähnlichen Prinzip dem alle Oszillatoren obiger Definition zugrunde liegen. Resonatoren lassen sich dagegen auch für ganz andere Schaltungen (z.B. Empfänger) verwenden. Der zum Quarz vergleichsweise "taube" Phasenschieber bildet qualitativ (Logik) auch keinen Unterschied, sondern der Unterschied ist rein quantitativ; er liegt also nur in der notwendigen Verstärkung.





11.11.2016;  08.12.2016