信號(hào)發(fā)生器采購指南

隨著電子技術(shù)的發(fā)展,，電路測試對(duì)信號(hào)發(fā)生器的要求已經(jīng)越來越高,。除生成標(biāo)準(zhǔn)波形如正弦波,、方波,、三角波,、脈沖波之外,，信號(hào)發(fā)生器還要用于模擬輸出一些不規(guī)則信號(hào)，以生成“實(shí)際環(huán)境”信號(hào),，包括在被測設(shè)備離開實(shí)驗(yàn)室或車間時(shí)可能遇到的毛刺,、漂移,、噪聲和其它異常事件等。所有這些都要求信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的參數(shù)如頻率,、波形,、輸出電壓或功率等，能夠在一定范圍內(nèi)進(jìn)行更加的調(diào)整,，并擁有更好的穩(wěn)定性及輸出指示,。

目前市場上常見的信號(hào)發(fā)生器，按照價(jià)格與適用性大致可以分成高,、中,、低端，但由于品牌,、型號(hào)冗繁,，使用者在采購過程中面臨很大難題。為了方便工程師的選購適合自己需要的信號(hào)發(fā)生器,，本文將重點(diǎn)“檢閱”一些市場中銷量大的信號(hào)發(fā)生器。

低端產(chǎn)品：DDS技術(shù)提高產(chǎn)品適用性

通常價(jià)位在5,000元上下的信號(hào)發(fā)生器都是定位在普及水平的低端產(chǎn)品,，這類產(chǎn)品由于性能指標(biāo)的限制,，多應(yīng)用于教育和培訓(xùn)，常見如下：普源精儀的DG1000系列,、南京盛普的SPF05/SPF10和中國臺(tái)灣固緯的SFG-830,。

中國市場常見的主流低端信號(hào)發(fā)生器。

這四家產(chǎn)品均來自中國廠商,，安捷倫,、泰克等幾家大廠并沒有在低端市場投入什么戰(zhàn)斗力，這主要緣于普及型產(chǎn)品不斷提升的技術(shù)成本——DDS技術(shù)的向下移植,。

所謂DDS技術(shù)是直接數(shù)字合成技術(shù)（Direct Digital Synthesis）的簡稱,，包括安捷倫、泰克,、普源精儀等廠商的高性能信號(hào)源都基于DDS技術(shù),。該技術(shù)1971年3月由美國學(xué)者J.Tierncy、C.M.Rader和B.Goldzui先提出,，這是一種從相位概念出發(fā)直接合成所需要波形的新的全數(shù)字頻率合成技術(shù),。同傳統(tǒng)頻率合成技術(shù)相比，DDS技術(shù)具有頻率分辨率高,、變頻速度快,、變頻相位連續(xù)、相位噪聲低等優(yōu)點(diǎn),，易于功能擴(kuò)展,、便于全數(shù)字化集成,、容易實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)的多種調(diào)制，是近年來任意波形發(fā)生器的基礎(chǔ),。

這里需要特別說明,，雖然大部分廠商都已經(jīng)應(yīng)用了DDS技術(shù)，但是由于實(shí)現(xiàn)方式不同,，產(chǎn)生任意波的任意程度有本質(zhì)的差別?，F(xiàn)行的兩種DDS實(shí)現(xiàn)方式包括：1、應(yīng)用可編程邏輯和DAC搭建DDS電路,；2,、直接利用采購的DDS芯片。在剛剛列舉的產(chǎn)品中,，只有普源精儀采用的是前者,，其余廠商或者直接采購DDS芯片，或者尚未脫離模擬技術(shù),。

目前市面上直接采購的DDS芯片,，價(jià)格昂貴、功能固定單一,，采用這一方案的信號(hào)發(fā)生器并不能夠真正實(shí)現(xiàn)“任意波”,，而且所謂的“任意波”采樣率也很低，應(yīng)用受到很大限制,。而普源精儀的DG系列產(chǎn)品基于FPGA的技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)DDS,，不僅可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)其功能進(jìn)行靈活地修改、配置,，還讓信號(hào)發(fā)生器的功能更加強(qiáng)大,，可以實(shí)現(xiàn)深存儲(chǔ)的任意波功能或調(diào)制功能。如果信號(hào)發(fā)生器不能提供真正的任意波,，將會(huì)給實(shí)驗(yàn)帶來諸多不便,，因此采用哪種DDS實(shí)現(xiàn)方式是選購過程中特別要注意的一點(diǎn)。

在具體的性能指標(biāo)方面,，四家產(chǎn)品則各有優(yōu)劣,。其中普源精儀DG1000較為實(shí)用，輸出的波形全部均為14bit/100MSa,，任意波的帶寬zui高達(dá)5MHz,；石無四的TFG2000也同樣是不錯(cuò)的選擇，不過在三角波,、鋸齒波,、指數(shù)、對(duì)數(shù),、噪聲方面的8bit/1MHz輸出略顯不足,。頻率計(jì)測量方面,，普源精儀DG1000達(dá)到了200MHz，盛普,、石無四都是100MHz,，固緯的SFG-830沒有設(shè)置這項(xiàng)功能。屏顯方面,，普源精儀DG1000的256×6?的LCD顯示更多內(nèi)容,，具有圖形化輸出波形顯示方式，石無四TFG2000的LCD稍小一些,，盛普,、固緯的字符顯示均不如能圖形化輸出波形的LCD直觀易懂。

除了通用指標(biāo)之外,，每款產(chǎn)品還具有自己*的賣點(diǎn)：普源精儀的DG1000自帶10種語言用戶界面和嵌入式幫助系統(tǒng),，連續(xù)按住幾秒鐘會(huì)自動(dòng)顯示幫助明細(xì)，給實(shí)際操作提供了方便,；石無四的TFG2000可存儲(chǔ)40組用戶設(shè)置的工作參數(shù),，為多種信號(hào)檢測提供便利；固緯的SFG-830可輸出頻率較高的正弦和方波,，對(duì)正弦和方波要求高的用戶可以考慮,。另外，只有高性能產(chǎn)品才具有的USB HOST接口和任意波編輯下載功能也開始出現(xiàn)在低端產(chǎn)品上,。

由于性能的提升，普及型產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足電子工程實(shí)驗(yàn)室日常實(shí)驗(yàn),、AM和FM信號(hào)通信原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)和掃頻信號(hào)濾波器特性分析等內(nèi)容要求,，成為教育等市場的產(chǎn)品。

中端產(chǎn)品：波形下載功能為設(shè)計(jì)檢測提供有力支持

目前中端信號(hào)發(fā)生器的價(jià)格大致定位在萬元左右,，電子電路設(shè)計(jì),、功能檢測、信號(hào)模擬這些工作越來越離不開任意波功能,，選購時(shí)除關(guān)心傳統(tǒng)信號(hào)源的缺陷之外,，更應(yīng)關(guān)心它的波形生成和下載能力，同時(shí)也要注意它的輸出通道數(shù),，以便同步比較兩信號(hào)的相移特性,，進(jìn)一步達(dá)到仿真實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。

主流中端信號(hào)發(fā)生器,。

中端信號(hào)發(fā)生器中比較有價(jià)值的產(chǎn)品如下：安捷倫的33220A,、泰克的AFG3021/3022和普源精儀的DG2000系列。在中端市場,，以上三者競爭異常激烈,，而作為兵家爭奪重地的基本性能指標(biāo),，就是招標(biāo)過程中的*個(gè)重要參考依據(jù)。

首先,，采樣率方面,，安捷倫33220A是50MSa/s，普源精儀DG2000為100MSa/s, 泰克AFG3021/3022zui高,，達(dá)250MSa/s,。其次，波形長度方面,，普源精儀以512K遙遙,，安捷倫與泰克同為6?K。第三,，垂直分辨率方面相差不大,。第四，屏幕顯示方面,，泰克的5.6英寸LCD效果較好,，安捷倫與普源精儀為256×6? LCD。

另外,，在軍事,、航空、交通,、制造等領(lǐng)域中,，有些電路運(yùn)行環(huán)境很難估計(jì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完成之后,，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境還需要作更進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),，有些實(shí)驗(yàn)的成本很高或者風(fēng)險(xiǎn)性很大（如火車高速實(shí)驗(yàn)時(shí)鐵軌變換情況、飛機(jī)試機(jī)時(shí)螺旋槳的運(yùn)行情況等）,，人們不可能長期作實(shí)驗(yàn)判斷所設(shè)計(jì)產(chǎn)品（高速火車,、飛機(jī)）的可行性和穩(wěn)定性等，這時(shí)就需要利用任意波形發(fā)生器的波形下載功能,。在作一些復(fù)雜,、費(fèi)用高、風(fēng)險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)時(shí),，通過數(shù)字示波器等儀器把波形實(shí)時(shí)記錄下來,，然后通過計(jì)算機(jī)接口傳輸?shù)叫盘?hào)發(fā)生器，直接下載到設(shè)計(jì)電路,，便可更進(jìn)一步多次重覆實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。在信號(hào)發(fā)生器市場，除了安捷倫,、泰克,、普源精儀之外,，其它產(chǎn)品基本都沒有USB HOST接口和任意波下載功能，這在很大程度上限制了它們的應(yīng)用,。

zui后,，隨著LXI概念的逐漸傳播，儀器測量對(duì)遠(yuǎn)程控制與PC配套軟件的呼聲越來越高,，LAN接口與控制軟件漸行漸熱,。普源精儀基于對(duì)用戶需求的了解，對(duì)軟件實(shí)行免費(fèi)贈(zèng)送,。

產(chǎn)品：高性能信號(hào)源注重產(chǎn)品設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

對(duì)于絕大部分工程師和研發(fā)人員來說,，3萬元人民幣這就是高性能信號(hào)發(fā)生器的價(jià)格上限，目前市場中信號(hào)發(fā)生器主要包括以下幾種：安捷倫的33250A,、泰克的AFG3101和普源精儀的DG3000系列,。

主流信號(hào)發(fā)生器。

這些儀器中,，泰克AFG3101的采樣率表現(xiàn)不錯(cuò),，在波形長度16K以內(nèi)時(shí)可達(dá)到1GSa/s，不過波形長度大于16K時(shí)是250MGa/s,，普源精儀DG3000與安捷倫 33250A則分別穩(wěn)定于300MGa/s,、250MGa/s；存儲(chǔ)深度和垂直分辨率方面33250A的6?K和12bit較為單薄,，zui小輸出頻率和波形長度方面AFG3101的1mHz和128K也略顯不足,；至于屏顯，33250A,、DG3000,、AFG3101的屏幕分別是256×6?單色液晶、4.0英寸彩色液晶,、5.6英寸彩色液晶，后兩者在顯示復(fù)雜波形時(shí)將體現(xiàn)出優(yōu)勢,。

此外,，普源精儀 DG3000系列信號(hào)發(fā)生器是業(yè)界*款帶有數(shù)字邏輯輸出功能（16路數(shù)據(jù)通道和2路時(shí)鐘通道）的混合信號(hào)發(fā)生器（MSG），性能指標(biāo)稍低的DG2000系列也同樣可以選裝數(shù)字邏輯輸出模塊,，配合模擬通道可以重現(xiàn)更多的混合信號(hào),。

zui后，在高性能信號(hào)發(fā)生器的使用過程中,，一些平時(shí)宣傳較少的細(xì)節(jié)性問題實(shí)際上更應(yīng)該得到關(guān)注,，這些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)將提升用戶的使用體驗(yàn)，提高信號(hào)發(fā)生器的性價(jià)比,。下面列舉普源精儀的部分設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)為例,，給大家日后采購提供一些參考,。

內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)：采用鍍鋅板（在國內(nèi)只有寶鋼能夠生產(chǎn)），盡管成本高但堅(jiān)固度強(qiáng),，無污染,。產(chǎn)品外殼：ABS V0級(jí)材料，防火等級(jí)zui高,，離開明火1.6秒會(huì)自動(dòng)熄滅,。編碼器：采用鐵制有手感的編碼器不易損壞。屏幕屏蔽：屏蔽后屏幕對(duì)信源的噪聲影響降低,，直接影響測量效果和測量精度,。BNC接口：BNC為安費(fèi)諾發(fā)明，是BNC制造商中的,，用料考究使用合金無鍍層材料,，有效的減少了因鍍層產(chǎn)生的對(duì)信號(hào)的干擾，造價(jià)是普通廠家的5倍以上,。托底材料：采購價(jià)格是普通材料的8倍,，但*無毒，只有三家廠商生產(chǎn),。固屏膠帶：3M膠條密封性好,，膠制長久不失效，且雙層密封有效阻止了灰塵進(jìn)入液晶屏,，增加了屏幕的使用壽命,。電源風(fēng)扇：磁軸承穩(wěn)定性高，噪聲小,，使用壽命長,。電源及主板突起部分：涂膠的目的增加抗震性和散熱性。

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,，信號(hào)發(fā)生器的用途更加廣泛,，但由于信號(hào)發(fā)生器功能越來越多，品牌,、型號(hào)分布日趨復(fù)雜,，單憑產(chǎn)品性能指標(biāo)已經(jīng)不能左右用戶的選擇，只有更具性價(jià)比,、更有行業(yè)適用性,、更方便工程師操作的產(chǎn)品才能獲得用戶的青睞。