信号を"作る"装置？ファンクションジェネレータ（信号発生器）の基本と選び方
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正弦波・矩形波・任意波形——何が違うのか、どれを選ぶべきかをR4Rが整理します
正弦波・矩形波・任意波形——何が違うのか、どれを選ぶべきかをR4Rが整理します
「アンプの周波数特性を評価したいが、テスト信号はどこから用意すればいい？」
「センサーが返す複雑な信号を模擬してシステムのストレステストをしたい」
「AM/FM変調信号を作って受信回路を評価したい」
これらはすべてファンクションジェネレータ（信号発生器）が解決する問題です。オシロスコープが信号を「見る」装置なら、ファンクションジェネレータは信号を「作る」装置です。R4Rでは研究所・電機メーカー・大学の開発担当者から信号発生器の選定相談をいただきます。本記事では基本から選び方まで整理します。
Q. ファンクションジェネレータとは何ですか？
A. 任意の電気信号波形を生成して出力する計測器です。回路・システムの評価・テストに使う「基準信号の発生源」です。
| 波形の種類 | 特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 正弦波（サイン波） | 最も基本的な波形 | アンプ特性・フィルター特性の評価 |
| 矩形波（方形波） | High/Lowを繰り返すデジタル信号 | デジタル回路・クロック信号のテスト |
| 三角波・のこぎり波 | リニアに変化する波形 | スイッチング電源・モータ制御の評価 |
| 任意波形（AWG） | PCで作成した独自波形を出力 | センサー信号の模擬・ストレステスト |
| 変調波（AM/FM/PM） | 搬送波に情報を乗せた信号 | 無線通信回路・受信機の評価 |
現場シーン別：こんな場面で使われています
SCENE 1｜アンプの周波数特性を評価したい
オーディオアンプ・高周波アンプが設計通りの特性を持つか確認したい場合、ファンクションジェネレータで基準となる正弦波を入力し、出力波形をオシロスコープで観測します。周波数ごとのゲイン・歪み率を正確に評価できます。オシロスコープとの組み合わせについてははじめてのオシロスコープ選び：帯域幅とサンプルレートの正しい関係もあわせてご覧ください。
SCENE 2｜センサー信号を模擬してストレステストをしたい
現実のノイズが乗った複雑な信号や異常なパルス信号を意図的に作り、システムが誤動作しないかをテストします。任意波形（AWG）機能を使えばPCで作成した波形データをそのまま出力できます。
SCENE 3｜無線通信回路の受信テストをしたい
AM/FM変調機能を使ってテスト用変調信号を生成し、受信回路が正しく受信・復調できるかを確認します。5G・無線開発での活用については5G・無線開発の現場で必要な計測器セットもご参照ください。
Q. 選び方の4つのポイントは？
A. 以下の順番で確認します。
| 確認項目 | 選定の目安 |
|---|---|
| ① 周波数範囲と波形の種類 | 作りたい信号の最高周波数を確認。正弦波・矩形波のみか、任意波形・変調機能が必要かを決める |
| ② 出力振幅と出力チャンネル数 | 必要な出力電圧レンジを確認。位相差信号・I/Q信号など2信号同時出力が必要なら2ch以上 |
| ③ 信号品質（垂直分解能） | 精密測定には14ビット以上を推奨。ノイズ・歪みが少ないほど高品質な評価が可能 |
| ④ インピーダンス | 出力インピーダンスは一般的に50Ω。接続する回路の入力インピーダンスと合わせることが基本 |
インピーダンスマッチングの基礎はいまさら聞けない「インピーダンス」とは？抵抗との違いをスッキリ解説もあわせてご参照ください。
用途別チェックリスト
一般的な回路評価・開発
- 必要な最高周波数をカバーしているか
- 正弦波・矩形波・三角波の基本3波形があるか
- GPIB/USB接続でPC制御できるか
任意波形・ストレステスト
- AWG（任意波形発生）機能があるか
- 垂直分解能は14ビット以上か
- メモリ深度（波形データ保存容量）は十分か
RF・通信評価
- AM/FM/PM変調機能があるか
- ベクトル信号発生器（VSG）が必要か（5G・LTE評価）
- 位相雑音特性は用途に十分か
R4Rの取扱製品
R4Rでは以下のメーカーの中古信号発生器を取り扱っています。
- Keysight 取扱一覧（33500Bシリーズ・81150Aなど）
- Rohde & Schwarz 取扱一覧（SMB100A・SMWシリーズなど）
- Anritsu 取扱一覧（MG3710シリーズなど）
まとめ：ファンクションジェネレータ選びの4つのポイント
- 周波数範囲と波形の種類：まず「何の信号を作りたいか」を明確にする
- 出力振幅とチャンネル数：2信号同時出力が必要かを確認
- 信号品質：精密測定は14ビット以上の分解能を選ぶ
- インピーダンス：50Ωマッチングが基本
「用途を伝えれば最適な機種を提案してほしい」「オシロスコープとの組み合わせも含めて相談したい」というご相談もR4Rまでお気軽にどうぞ。
中古計測器の選び方全般については中古計測器の選び方・買い方 完全ガイドもあわせてご覧ください。
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