信號發生器采購指南

隨著電子技術的發展，電路測試對信號發生器的要求已經越來越高。除生成標準波形如正弦波、方波、三角波、脈沖波之外，信號發生器還要用于模擬輸出一些不規則信號，以生成“實際環境”信號，包括在被測設備離開實驗室或車間時可能遇到的毛刺、漂移、噪聲和其它異常事件等。所有這些都要求信號發生器輸出信號的參數如頻率、波形、輸出電壓或功率等，能夠在一定范圍內進行更加的調整，并擁有更好的穩定性及輸出指示。

目前市場上常見的信號發生器，按照價格與適用性大致可以分成高、中、低端，但由于品牌、型號冗繁，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發生器，本文將重點“檢閱”一些市場中銷量大的信號發生器。

低端產品：DDS技術提高產品適用性

通常價位在5,000元上下的信號發生器都是定位在普及水平的低端產品，這類產品由于性能指標的限制，多應用于教育和培訓，常見如下：普源精儀的DG1000系列、南京盛普的SPF05/SPF10和中國臺灣固緯的SFG-830。

中國市場常見的主流低端信號發生器。

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

所謂DDS技術是直接數字合成技術（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源都基于DDS技術。該技術1971年3月由美國學者J.Tierncy、C.M.Rader和B.Goldzui先提出，這是一種從相位概念出發直接合成所需要波形的新的全數字頻率合成技術。同傳統頻率合成技術相比，DDS技術具有頻率分辨率高、變頻速度快、變頻相位連續、相位噪聲低等優點，易于功能擴展、便于全數字化集成、容易實現對輸出信號的多種調制，是近年來任意波形發生器的基礎。

這里需要特別說明，雖然大部分廠商都已經應用了DDS技術，但是由于實現方式不同，產生任意波的任意程度有本質的差別。現行的兩種DDS實現方式包括：1、應用可編程邏輯和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。

目前市面上直接采購的DDS芯片，價格昂貴、功能固定單一，采用這一方案的信號發生器并不能夠真正實現“任意波”，而且所謂的“任意波”采樣率也很低，應用受到很大限制。而普源精儀的DG系列產品基于FPGA的技術設計實現DDS，不僅可以根據實際需要對其功能進行靈活地修改、配置，還讓信號發生器的功能更加強大，可以實現深存儲的任意波功能或調制功能。如果信號發生器不能提供真正的任意波，將會給實驗帶來諸多不便，因此采用哪種DDS實現方式是選購過程中特別要注意的一點。

在具體的性能指標方面，四家產品則各有優劣。其中普源精儀DG1000較為實用，輸出的波形全部均為14bit/100MSa，任意波的帶寬zui高達5MHz；石無四的TFG2000也同樣是不錯的選擇，不過在三角波、鋸齒波、指數、對數、噪聲方面的8bit/1MHz輸出略顯不足。頻率計測量方面，普源精儀DG1000達到了200MHz，盛普、石無四都是100MHz，固緯的SFG-830沒有設置這項功能。屏顯方面，普源精儀DG1000的256×6?的LCD顯示更多內容，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。

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

由于性能的提升，普及型產品已經可以滿足電子工程實驗室日常實驗、AM和FM信號通信原理教學實驗和掃頻信號濾波器特性分析等內容要求，成為教育等市場的產品。

中端產品：波形下載功能為設計檢測提供有力支持

目前中端信號發生器的價格大致定位在萬元左右，電子電路設計、功能檢測、信號模擬這些工作越來越離不開任意波功能，選購時除關心傳統信號源的缺陷之外，更應關心它的波形生成和下載能力，同時也要注意它的輸出通道數，以便同步比較兩信號的相移特性，進一步達到仿真實驗狀態。

主流中端信號發生器。

中端信號發生器中比較有價值的產品如下：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，就是招標過程中的*個重要參考依據。

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、制造等領域中，有些電路運行環境很難估計，實驗設計完成之后，在現實環境還需要作更進一步實驗，有些實驗的成本很高或者風險性很大（如火車高速實驗時鐵軌變換情況、飛機試機時螺旋槳的運行情況等），人們不可能長期作實驗判斷所設計產品（高速火車、飛機）的可行性和穩定性等，這時就需要利用任意波形發生器的波形下載功能。在作一些復雜、費用高、風險性大的實驗時，通過數字示波器等儀器把波形實時記錄下來，然后通過計算機接口傳輸到信號發生器，直接下載到設計電路，便可更進一步多次重覆實驗驗證。在信號發生器市場，除了安捷倫、泰克、普源精儀之外，其它產品基本都沒有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用。

zui后，隨著LXI概念的逐漸傳播，儀器測量對遠程控制與PC配套軟件的呼聲越來越高，LAN接口與控制軟件漸行漸熱。普源精儀基于對用戶需求的了解，對軟件實行免費贈送。

產品：高性能信號源注重產品設計細節

對于絕大部分工程師和研發人員來說，3萬元人民幣這就是高性能信號發生器的價格上限，目前市場中信號發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。

主流信號發生器。

這些儀器中，泰克AFG3101的采樣率表現不錯，在波形長度16K以內時可達到1GSa/s，不過波形長度大于16K時是250MGa/s，普源精儀DG3000與安捷倫 33250A則分別穩定于300MGa/s、250MGa/s；存儲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，后兩者在顯示復雜波形時將體現出優勢。

此外，普源精儀 DG3000系列信號發生器是業界*款帶有數字邏輯輸出功能（16路數據通道和2路時鐘通道）的混合信號發生器（MSG），性能指標稍低的DG2000系列也同樣可以選裝數字邏輯輸出模塊，配合模擬通道可以重現更多的混合信號。

zui后，在高性能信號發生器的使用過程中，一些平時宣傳較少的細節性問題實際上更應該得到關注，這些設計細節將提升用戶的使用體驗，提高信號發生器的性價比。下面列舉普源精儀的部分設計細節為例，給大家日后采購提供一些參考。

內支撐結構：采用鍍鋅板（在國內只有寶鋼能夠生產），盡管成本高但堅固度強，無污染。產品外殼：ABS V0級材料，防火等級zui高，離開明火1.6秒會自動熄滅。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為安費諾發明，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生的對信號的干擾，造價是普通廠家的5倍以上。托底材料：采購價格是普通材料的8倍，但*無毒，只有三家廠商生產。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入液晶屏，增加了屏幕的使用壽命。電源風扇：磁軸承穩定性高，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。

隨著電子信息技術的發展，信號發生器的用途更加廣泛，但由于信號發生器功能越來越多，品牌、型號分布日趨復雜，單憑產品性能指標已經不能左右用戶的選擇，只有更具性價比、更有行業適用性、更方便工程師操作的產品才能獲得用戶的青睞。