Правильный выбор источника сигнала для тестирования радиоэлектронных устройств значительно упрощает и ускоряет процессы разработки, производства, ремонта, сервисного обслуживания. Один из лидеров мирового радиоизмерительного приборостроения – компания RIGOL, работающая на рынке измерительной аппаратуры более четверти века, имеет значительные наработки в этой области и предлагает широкий ассортимент подобных приборов. В настоящее время, в портфеле данного типа оборудования имеется 8 семейств многофункциональных генераторов сигналов, обладающих широким спектром функциональных возможностей.
Прежде чем перейти к рассмотрению изделий, хотелось бы пояснить расшифровку ниаменований предлагаемых моделей генераторов. На изделия наносится маркировка DGXXX(X)/Z/Pro, где DG- digital generator (цифровой генератор), а следующие четыре/три цифры указывают на принадлежность к семейству, верхнюю рабочую частоту генерируемых синусоидальных сигналов, количество сигнальных выходов, модификации. Например, DG5352 – цифровой генератор сигналов пятого поколения, с полосой рабочих частот до 350 МГц и двумя сигнальными выходами.
На протяжении последних 11 лет, наиболее распространёнными на российском рынке изделиями, внесёнными в Государственный реестр средств измерений (Госреестр СИ), являются двухканальные генераторы DG1000Z с разрешением аналого-цифрового преобразователя по вертикали в 14 бит. В этом семействе приборов всего лишь три модели, различающиеся верхней рабочей частотой формируемых сигналов – DG1022Z - 25МГц, DG1032Z - 30МГц, DG1062Z - 60МГц. Частота дискретизации для всех моделей этого ряда – 200 Мвыб/с. При постороении генераторов RIGOL DG1000Z использована фирменная технология SiFi c переменной частотой дискретизации и сглаживающими фильтрами, позволяющая формировать выходные сигналы с минимальным уровнем шумов. Внешний вид этих генераторов приведён на рис. 1, 2.
|
|
| Рис. 1 DG1000Z передняя панель | Рис. 2 DG1000Z задняя панель |
Несмотря на то, что DG1000Z – это базовая модель, в неё уже заложены довольно большие функциональные возможности, которые имеются у всех модификаций: формирование стандартных сигналов – синуса, прямоугольного, пилообразного; общеизвестных функций, в том числе – кардиального синуса, экспоненциального нарастания/спада, сигналов ЭКГ, функции Гаусса, гаверсинуса, функции Лоренца и других; сигналов произвольной формы; сигнала белого шума; импульсных сигналов; гармоник. Прибор позволяет также формировать сигналы с аналоговыми (АМ, ЧМ, ФМ) и цифровыми (АМн, ЧМн, ФМн, ШИМ) видами модуляции (рис. 3); имеется отдельный вход измерителя частоты. Сигнальные выходы CH1 и CH2 (BNC-female), а также вход частотомера Counter, до 200 МГц, (BNC-female) расположены на передней панели.
Рис. 3 Виды поддерживаемой модуляции DG1000Z
Для отображения текущих настроек и параметров генерируемых сигналов служит дисплей цветного изображения. Управление прибором осуществляется посредством интуитивно понятного интерфейса управления – кнопочной клавиатурой с цифровыми и функциональными клавишами, вращающейся ручкой. Коммуникационный разъем USB host, для удобства использования, вынесен на переднюю панель управления. С внешних носителей информации в измерительный прибор можно записать файлы с настройками, импортировать в память генератора сформированные сторонними источниками сигналы для дальнейшего их воспроизведения.
На задней панеле расположены многофункциональные входы CH1/Sync/Ext Mod/Trig/FSK, CH2/Sync/Ext Mod/Trig/FSK (BNC-female). Назначение этих разъёмов, в различных режимах:
- Sync: через данный разъём осуществляется вывод синхронизирующего сигнала с настройками соответствующего канала СН1/2;
- Ext Mod: подача внешнего аналогового модулирующего сигнала (АМ, ЧМ, ФМ, ШИМ), Rвх.= 1 кОм;
- FSK: подача внешнего цифрового модулирующего сигнала (АМн, ЧМн, ФМн) с возможностью настройки полярности, Rвх.= 1 кОм;
- Trig In: при активации режимов «Sweep» (свипирование) или «Burst» (пакетный сигнал) и выбранном внешнем источнике синхронизации, через разъём на вход подаётся сигнал от внешнего триггера (возможна настройка полярности сигнала);
- Trig Out: при активации режимов «Sweep» (свипирование) или «Burst» (пакетный сигнал) и выбранном внутреннем или ручном источнике синхронизации, через разъём на выход подаётся сигнал синхронизации внешнего устройства.
На задней панели расположены также: разъем входа/выхода частоты опорного генератора 10 MHz In/Out; коммуникационные разъёмы LAN LXI-C, USB device для дистанционного управления прибором; разъём питания от сети переменного тока и клемма заземления.
Следующим представителем 14-битных генераторов стала серия DG4000, включающая в себя 4 модели – DG4062 – 60 МГц, DG4102 – 100 МГц, DG4162 – 160 МГц, DG4202 –200 МГц. Частота дискретизации в этом семействе составляет 500 Мвыб/с. Внешний вид этих генераторов приведён на рис. 4, 5.
|
|
| Рис. 4 DG4000 передняя панель | Рис. 5 DG4000 задняя панель |
В отличии от DG1000Z, вход частотомера DG4000 расположен на задней панели прибора. Выходы синхронизации, по каждому каналу, выведены на переднюю панель. Разъёмы входа/выхода сигнала опорной частоты 10 МГц также как и у предыдущего семейства, расположены на задней панели. Многофункциональные разъёмы CH1/Mod/FSK/Trig и CH2/Mod/FSK/Trig, с практически аналогичным функционалом, за исключением выхода синхронизации, остались на задней панели DG4000. Состав коммуникационных разъёмов идентичен DG1000Z. Количество поддерживаемых видов цифровой модуляции расширилось, возможна работа в режиме генератора гармоник до 16 порядка (рис.6) 7-дюймовый дисплей цветного изображения обеспечивает комфорт пользователю при отображении настроек и считывании данных. Серия DG4000 внесена в Госреестр средств измерений, а следовательно, её можно использовать при приёмо-сдаточных испытаниях на производстве.
Рис. 6 Пример работы в режиме формирования гармонических сигналов DG4000
Наиболее производительным семейством 14-битных генераторов RIGOL стала серия DG5000. В её составе модели с верхними рабочими частотами 70 МГц – DG5072/5071, 100 МГц - DG5102/5101, 250 МГц – DG5252/5251, 350 МГц – DG5352/DG5351. Изделия выпускаются в одно- и двухканальном исполнении, имеют частоту дискретизации в 1 Гвыб/с. Внешний вид двухканальной версии DG5000 приведён на рис. 7, 8.
|
|
| Рис. 7 DG5000 передняя панель | Рис. 8 DG5000 задняя панель |
Рис. 9 Псевдослучайная перестройка рабочей частоты в DG5000
Следующим шагом в улушении потребительских свойств генераторов сигналов стало увеличение разрядности аналого-цифрового преобразователя до 16 бит. С 2019 года для пользователя стали доступны генараторы высокого разрешения семейств DG2000, DG900, DG800, которые объединяет новая технологическая платформа построения SiFi II, характеризующаяся высоким разрешением по вертикали, поточечной генерацией и восстановлением сигнала, дополнительной фильтрацией сигнала, динамической регулировкой фронта сигнала, уменьшением джиттера до 200 пс.
Семейство DG2000 представлено 3 двухканальными моделями – DG2052 – 50 МГц, DG2072 – 70 МГц, DG2102 – 100 МГц. Частота дискретизации – 250 Мвыб/с. Внешний вид DG2000 приведён на рис. 10, 11.
|
|
| Рис. 10 DG2000 передняя панель | Рис. 11 DG2000 задняя панель |
Использование сенсорного дисплея позволило «разгрузить» переднюю панель от цифровой клавиатуры и значительной части функциональных кнопок (Рис.12).
Рис. 12 Пример использования сенсорного дисплея DG2000
Более бюджетными сериями 16-битных генераторов являются DG900 и DG800. Внешний вид DG900 приведен на рис.13,14.
|
|
| Рис. 13 DG900 передняя панель | Рис. 14 DG900 задняя панель |
Рис. 15 Пассивное охлаждение корпуса DG900
В семейство DG900 включены 3 модели: DG952 – 50 МГц, DG972 – 70 МГц, DG992 – 100 МГц. Максимальная частота дискретизации для всех моделей – 250 Мвыб/с. Отличительной особенностью DG900 и DG800 является бесшумная работа, обеспечиваемая за счет отсутствия встроенных вентиляторов охлаждения, что также уменьшает и вес прибора (Рис.15). Частотный диапазон модулирующих сигналов от 2 мГц до 1 МГц, типы развертки в режиме свипирования такие же как и у всех генераторов RIGOL – линейный, логарифмический, пошаговый, время свипирования – от 1 мс до 500 с. Максимальная длина записи/воспроизведения последовательностей – 16 Мточек. 7-разрядный частотомер работает до 240 МГц. Коммуникационные интерфейсы представлены разъёмами USB host, USB device. Потребляемая мощность не превышает 30 Вт.
Отличия DG800 от DG900 – в более низкой частоте дискретизации – 125 Мвыб/с, а соответственно и более скромными верхними частотами работы представителей семейства – DG812/811 – 10 МГц, DG822/821 – 25 МГц, DG832/831 – 35 МГц. Одноканальные модели - DG811, DG821, DG831. Внешний вид DG800 приведён на рис.16, 17.
|
|
| Рис. 16 DG800 передняя панель | Рис. 17 DG800 задняя панель |
Рис. 18 DG800 вывод шаблонов PRBS, RS232, последовательностей
Новинками 2023 года стали два новых 16-битных семейства генераторов – DG900 Pro и DG800 Pro. Основными особенностями этих семейств стало существенное увеличение частоты дискретизации до 1,25 Гвыб/с и 625Мвыб/с соответственно, 7-дюймовый сенсорный дисплей с разрешением 1024х600 точек, компактное исполнение, малый вес, разъём питания USB Type-C, предоставляющий возможность работы в полевых условиях (рис.24) при использовании внешней аккумуляторной батареи. В модельном ряду DG900Pro – 3 модели: DG922 Pro – 200 МГц, DG912 Pro – 150 МГц, DG902 Pro – 70 МГц. Диапазон рабочих частот встроенного измерителя частоты – до 1 ГГц. Количество генерируемых гармоник – до 20 порядка. Максимальная длина записываемого/воспроизводимого сигнала – до 32 Мточек (опция). Перекрёстные искажения между рабочими каналами – менее, чем -75 дБн (на частотах до 100 МГц). Внешний вид DG900 Pro приведён на рис.19, 20.
|
|
| Рис. 19 D900Pro передняя панель | Рис. 20 DG900Pro задняя панель |
В модельном ряду DG800 Pro – тоже 3 модели: DG852 Pro – 50 МГц, DG822 Pro – 25 МГц, DG821 Pro – 25 МГц (один канал). Диапазон рабочих частот встроенного измерителя частоты – до 500 МГц. Внешний вид DG800 Pro приведён на рис.21, 22.
|
|
| Рис. 21 D800Pro передняя панель | Рис. 22 DG800Pro задняя панель |
Время свипирования у DG900Pro, DG800Pro – от 1 мс – до 250 000 с. На задней панели имеются отверстия VESA 100 для крепления к кронштейну (рис.23) и вывод клеммы заземления.
Рис. 23 D900 Pro крепление на кронштейне
Рис. 24 D900 Pro пример работы от внешней аккумуляторной батареи (power bank)
В DG900 Pro и DG800 Pro реализована возможность точного измерения частоты в широком диапазоне (Рис.25).
Рис.25 Высокоточный измеритель частоты DG900 Pro, DG800 Pro
Ключевые характеристики рассмотренных генераторов сигналов RIGOL сведены в таблицу 1.
Все рассмотренные выше изделия RIGOL характеризуются:
- формированием набора стандартных сигналов, аналогичного указанному для DG1000Z;
- работой в свипирующем режиме с линейной, логарифмической или пошаговой развёртками;
- низкими фазовыми шумами;
- малой неравномерностью амплитудно-частотной характеристики в рабочем диапазоне частот;
- высоким разрешением по амплитуде и частоте;
- малым временем нарастания переходной характеристики;
- низким джиттером;
- поддержкой импорта файлов сигналов, сформированных или захваченных внешним источником.
На большинство моделей установлены резиновые накладки на корпус для повышения ударопрочности.
Приведённые высокие потребительские свойства делают очевидным выбор потребителя в пользу генераторов сигналов произвольной формы RIGOL, применяемых в различных отраслях деятельности человека. С более подробной информацией уважаемые читатели могут ознакомится на сайте www.rigol-shop.ru.
Оригинал статьи читайте в журнале ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ, выпуск 5/2024
Источники информации:
- Cайт RIGOL.COM
- Data Sheet DG1000Z Series Function/Arbitrary Waveform Generator Oct.2016
- Data Sheet DG4000 Series Function/Arbitrary Waveform Generator November 2015
- Data Sheet DG5000 Series Function/Arbitrary Waveform Generator DSB07100-2021-09
- Data Sheet DG2000 Series Function/Arbitrary Waveform Generator DSB02100-2019-08
- Data Sheet DG900 Series Function/Arbitrary Waveform Generator DSB10100-2018-08
- Data Sheet DG900 Pro Series Function/Arbitrary Waveform Generator DSB15101-1110 Dec.2023
- Data Sheet DG800 Series Function/Arbitrary Waveform Generator DSB11100-2019-02
- Data Sheet DG800 Pro Series Function/Arbitrary Waveform Generator DSB14101-1110 Dec.2023
- Сайт RIGOL-SHOP.RU