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信号发生器采购指南

信号发生器采购指南
随着电子技术的发展,电路测试对信号发生器的要求已经越来越高。除生成标准波形如正弦波、方波、三角波、脉冲波之外,信号发生器还要用于模拟输出一些不规则信号,以生成“实际环境”信号,包括在被测设备离开实验室或车间时可能遇到的毛刺、漂移、噪声和其它异常事件等。所有这些都要求信号发生器输出信号的参数如频率、波形、输出电压或功率等,能够在一定范围内进行更加**的调整,并拥有更好的稳定性及输出指示。

 

 

目前市场上常见的信号发生器,按照价格与适用性大致可以分成高、中、低端,但由于品牌、型号冗繁,使用者在采购过程中面临很大难题。为了方便工程师的选购适合自己需要的信号发生器,本文将重点“检阅”一些市场中销量大的信号发生器。

 

低端产品:DDS技术提高产品适用性

通常价位在5,000元上下的信号发生器都是定位在普及水平的低端产品,这类产品由于性能指标的限制,多应用于教育和培训,常见如下:普源精仪的DG1000系列、石家庄无线电四厂的TFG2000系列、南京盛普的SPF05/SPF10和台湾固纬的SFG-830。

 

中国市场常见的主流低端信号发生器。
中国市场常见的主流低端信号发生器。

 

这四家产品均来自中国厂商,安捷伦、泰克等几家国际大厂并没有在低端市场投入什么战斗力,这主要缘于普及型产品不断提升的技术成本——DDS技术的向下移植。

 

所谓DDS技术是直接数字合成技术(Direct Digital Synthesis)的简称,包括安捷伦、泰克、普源精仪等厂商的高性能信号源都基于DDS技术。该技术1971年3月由美国学者J.Tierncy、C.M.Rader和B.Gold*先提出,这是一种从相位概念出发直接合成所需要波形的新的全数字频率合成技术。同传统频率合成技术相比,DDS技术具有频率分辨率高、变频速度快、变频相位连续、相位噪声低等优点,易于功能扩展、便于全数字化集成、容易实现对输出信号的多种调制,是近年来任意波形发生器的基础。

 

这里需要特别说明,虽然大部分厂商都已经应用了DDS技术,但是由于实现方式不同,产生任意波的任意程度有本质的差别。现行的两种DDS实现方式包括:1、应用可编程逻辑和DAC搭建DDS电路;2、直接利用采购的DDS芯片。在刚刚列举的产品中,只有普源精仪采用的是前者,其余厂商或者直接采购DDS芯片,或者尚未脱离模拟技术。

 

目前市面上直接采购的DDS芯片,价格昂贵、功能固定单一,采用这一方案的信号发生器并不能够真正实现“任意波”,而且所谓的“任意波”采样率也很低,应用受到很大限制。而普源精仪的DG系列产品基于FPGA的技术设计实现DDS,不仅可以根据实际需要对其功能进行灵活地修改、配置,还让信号发生器的功能更加强大,可以实现深存储的任意波功能或调制功能。如果信号发生器不能提供真正的任意波,将会给实验带来诸多不便,因此采用哪种DDS实现方式是选购过程中特别要注意的一点。

 

在具体的性能指标方面,四家产品则各有优劣。其中普源精仪DG1000较为实用,输出的波形全部均为14bit/100MSa,任意波的带宽*高达5MHz;石无四的TFG2000也同样是不错的选择,不过在三角波、锯齿波、指数、对数、噪声方面的8bit/1MHz输出略显不足。频率计测量方面,普源精仪DG1000达到了200MHz,盛普、石无四都是100MHz,固纬的SFG-830没有设置这项功能。屏显方面,普源精仪DG1000的256×6?的LCD显示更多内容,具有图形化输出波形显示方式,石无四TFG2000的LCD稍小一些,盛普、固纬的字符显示均不如能图形化输出波形的LCD直观易懂。

 

除了通用指标之外,每款产品还具有自己独特的卖点:普源精仪的DG1000自带10种语言用户界面和嵌入式帮助系统,连续按住几秒钟会自动显示帮助明细,给实际操作提供了方便;石无四的TFG2000可存储40组用户设置的工作参数,为多种信号检测提供便利;固纬的SFG-830可输出频率较高的正弦和方波,对正弦和方波要求高的用户可以考虑。另外,只有高性能产品才具有的USB HOST接口和任意波编辑下载功能也开始出现在低端产品上。

 

由于性能的提升,普及型产品已经可以满足电子工程实验室日常实验、AM和FM信号通信原理教学实验和扫频信号滤波器特性分析等内容要求,成为教育等市场的优选产品。

 

中端产品:波形下载功能为设计检测提供有力支持

目前中端信号发生器的价格大致定位在万元左右,电子电路设计、功能检测、信号模拟这些工作越来越离不开任意波功能,选购时除关心传统信号源的缺陷之外,更应关心它的波形生成和下载能力,同时也要注意它的输出通道数,以便同步比较两信号的相移特性,进一步达到仿真实验状态。

 

 

主流中端信号发生器。
主流中端信号发生器。

 

中端信号发生器中比较有价值的产品如下:安捷伦的33220A、泰克的AFG3021/3022和普源精仪的DG2000系列。在中端市场,以上三者竞争异常激烈,而作为兵家争夺重地的基本性能指标,就是招标过程中的**个重要参考依据。

 

首先,采样率方面,安捷伦33220A是50MSa/s,普源精仪DG2000为100MSa/s, 泰克AFG3021/3022*高,达250MSa/s。其次,波形长度方面,普源精仪以512K遥遥**,安捷伦与泰克同为6?K。第三,垂直分辨率方面相差不大。第四,屏幕显示方面,泰克的5.6英寸LCD效果较好,安捷伦与普源精仪为256×6? LCD。

 

另外,在**、航空、交通、制造等领域中,有些电路运行环境很难估计,实验设计完成之后,在现实环境还�%