直接數字合成技術的工作原理

 

固緯任意波形信號發生器普遍采用直接數字合成（DDS，Direct Digital Synthesis）技術作為信號生成的核心手段。DDS技術的基本原理可概括為：以穩定的時鐘頻率為參考，通過相位累加器、波形存儲器和數模轉換器的協同工作，從數字域直接合成模擬波形。具體而言，相位累加器在每個時鐘周期內以設定的頻率控制字遞增，其輸出作為地址信號尋址波形存儲器（存儲著預先計算好的波形幅度數字量），讀取出的數據經數模轉換器轉換為階梯模擬信號，再經低通濾波器平滑后輸出連續的模擬波形。

 

DDS技術賦予任意波形信號發生器若干區別于傳統模擬振蕩器的技術特征。頻率分辨率由相位累加器的位數決定——固緯全系列產品提供1μHz的頻率分辨率，這一量級的分辨率在傳統RC或LC振蕩器中難以實現。頻率切換速度快且相位連續，適用于需要快速跳頻的測試場景。此外，DDS架構支持任意波形的存儲與回放——用戶可通過面板操作或PC端軟件編輯自定義波形，將其存入波形存儲器后按需輸出。

 

AFG-2000系列：基礎型DDS任意波形發生器

 

AFG-2000系列是固緯任意波形信號發生器產品線中的基礎型產品。該系列涵蓋6個型號，提供5MHz、12MHz和25MHz三種頻段選擇。全系列基于DDS技術架構，內置正弦波、方波、三角波、噪聲波等標準波形。

 

在任意波形功能方面，AFG-2000系列提供20MSa/s采樣率、10位垂直分辨率以及4k點記錄長度。用戶可通過前面板直接編輯波形，或使用固緯提供的波形編輯軟件在PC上完成波形設計后通過USB接口導入設備。方波占空比在1%至99%范圍內可調，這一功能使其能夠模擬脈沖波、突波或瞬變信號。

 

AFG-2100系列在AFG-2000基礎上增加了AM/FM/FSK三種調制方式、波形掃描（Sweep）和150MHz頻率計功能。設備采用全數字化按鍵設計，配合3.5英寸三色LCD顯示屏，可在參數調整過程中實時觀察數值變化。輸出幅值提供Vpp、Vrms和dBm三種單位供用戶選擇。

 

AFG-3000系列：隔離輸出與浮動電路測試

 

AFG-3000系列是固緯面向工業、科學研究和教育領域推出的任意波形信號發生器。該系列提供20MHz和30MHz兩個頻段，有單通道和雙通道兩種配置。

 

這一設計的工程價值在于：用戶可以將信號發生器的輸出與外部直流電源串接，實現直流加交流的疊加輸出，最高可達+42V或-42V。雙通道型號的兩個通道可各自獨立使用，也可多臺儀器同時輸出而無需考慮接地參考的問題。這一特性在車用電子發動機控制器或傳動裝置的測試中具有實際意義。

 

在任意波形性能方面，AFG-3000系列提供250MSa/s采樣率、16位垂直分辨率以及8M點內存深度。內置65種函數波形（包括Sinc、指數上升、指數下降、高斯、半正弦等）。設備支持頻率掃描和振幅掃描，可與線性/對數、單向/雙向、連續/單次觸發/門限觸發等多種模式結合使用。頻率掃描可用于測試濾波器及低頻放大器的頻率響應，振幅掃描可用于模擬振動測試及材料疲勞老化測試。

 

AFG-3000系列還內置了DSOLink功能——用戶可將固緯數字示波器采集到的實際信號直接復制到信號發生器中輸出。設備支持最多6臺（12通道）的相位同步運行，用戶可通過外部10MHz原子鐘頻率標準輸入提高頻率輸出的精確度。

 

AFG-4000系列：觸摸屏與寬頻段覆蓋

 

AFG-4000系列是固緯配備8英寸觸摸屏的任意波形信號發生器。單通道型號頻率為25MHz，雙通道型號提供250MHz、100MHz、80MHz、60MHz、35MHz和25MHz的頻率選擇。全系列提供1μHz頻率分辨率，內置正弦波、方波、三角波、脈沖波、噪聲波、諧波等標準波形。

 

采樣率與分辨率隨型號梯次分布：250MHz最高帶寬型號提供1.25GSa/s采樣率；35MHz至100MHz中階型號提供500MSa/s采樣率；25MHz入門型號提供125MSa/s采樣率。垂直分辨率方面，35MHz及以上型號為16位，25MHz入門型號為14位。存儲深度方面，雙通道型號提供10M點，入門級單通道型號提供16k點。全系列內置146種任意波形供用戶編輯和輸出。

 

雙通道型號支持頻率耦合、幅度耦合和跟蹤等通道關聯設置。調制功能涵蓋AM、DSB-AM、FM、PM、PWM、ASK、PSK、BPSK、QPSK、FSK、3FSK、4FSK、OSK、SUM等多種類型。AFG-4125AE型號內置功率放大器，放大系數達10倍，最大輸出22V，帶寬5Hz至100kHz。接口方面，25MHz型號配備USB Host/Device，35MHz及以上型號標配USB Host/Device和LAN接口。

 

多通道信號發生器MFG-2000系列

 

MFG-2000系列是固緯的多通道任意波形信號發生器產品線，包含基本款MFG-21XX和進階款MFG-22XX兩個子系列。最高配置可同時提供5個輸出通道：兩個等效任意波形通道（最高60MHz）、一個RF發生器（最高320MHz正弦波）、一個獨立脈沖發生器（25MHz）以及一個低頻功率放大器（100kHz，20W）。部分型號內置醫學與汽車電子波形。