1、TFG 2000系列 DDS 函数信号发生器简介 本书的内容涵盖下述的TFG 2000 DDS 函数信号发生器：TFG2003、TFG2006、TFG2006V、TFG2015、TFG2015V、TFG2030、TFG2030V、TFG2050、TFG2050V、TFG2300、 TFG2300VTFG2000系列DDS函数信号发生器采用直接数字合成技术（DDS）, 具有快速完成测量工作所需的高性能指标和众多的功能特性。其简单而功能明晰的前面板及液晶汉字或荧光字符显示功能使您更便于操作和观察，选装的扩展功能模块，可使您获得增强的系统功能。下面的介绍体现了该系列信号发生器优异的技术指标和强大功能
2、特性的完美结合。l 频率精度高: 频率精度可达到10-5 数量级 l 频率分辩率高: 全范围频率分辨率40mHz l 无量程限制: 全范围频率不分档，直接数字设置l 无过渡过程: 频率切换时瞬间达到稳定值，信号相位和幅度连续无畸变l 波形精度高: 输出波形由函数计算值合成，波形精度高，失真小l 存储特性: 可以存储40组不同频率和幅度的信号，在需要时可随时重现 l 猝发特性: 可以对信号进行门控输出和猝发计数输出l 扫描特性：具有频率扫描和幅度扫描功能，扫描起止点任意设置l 调制特性：可以输出多种调制信号AM，FM，FSK，ASK，PSK l 计算功能: 可以选用频率或周期，幅度有效值或峰峰值
3、l 操作方式: 全部按键操作，两级菜单显示，直接数字设置或旋钮连续调节l 高可靠性: 大规模集成电路，表面贴装工艺，可靠性高，使用寿命长l 程控特性: 可以选配GPIB接口或RS232接口，组成自动测试系统l 频率测量：可以选配频率计数器，对外部信号进行频率测量或周期测量l 功率放大：可以选配功率放大器，输出功率可以达到8WTFG2000系列DDS函数信号发生器及附件（代装箱单）l TFG2DDS函数信号发生器 1台l 2米 三芯电源线 1条l 1.5米信号输出线 2条l 用户使用指南 1本TFG2000系列DDS函数信号发生器选件l GPIB（IEEE-488）测量仪器标准接口l RS232
4、串行接口l 频率计l 功率放大器l 温补晶振：稳定度(510-7)/日本书概要 快速入门：第一章帮助您快速掌握信号发生器的基本使用方法。原理概述：第二章主要阐述了DDS函数信号发生器的基本概念、工作原理和性能特点。用户指南：第三章对DDS函数信号发生器的功能和操作进行了详细的介绍。程控接口指南:第四章可帮助您掌握通过程控接口对信号发生器进行编程操作的方法。扩展功能介绍：第五章介绍了函数信号发生器扩展功能的使用方法。服务与支持：第六章介绍了产品的保修与技术支持的方法。技术指标：第七章详细介绍了DDS函数信号发生器的性能指标和技术规格告知：本文档所含内容如有修改，恕不另告。本文档中可能存在技术方面
5、不够准确的地方或排版印刷错误。石家庄市无线电四厂对本文档不做任何形式的保证，包括但不限于为特定目的的适销性和适用性所作的暗示保证。目 录 第一章 快速入门 l 准备使用信号源 8l 熟悉前后面板和用户界面 9l A路功能设定 13l 通道设置选择 14l B路功能设定 14l 设置扫描功能 14l 设置调制功能 14l 设置猝发功能 15l 设置键控功能 15l 设定相移度数 15l 初始化状态 15第二章 原理概述l TFG2000系列DDS函数信号发生器原理框图 17l 直接数字合成工作原理（输出A） 18l 数字分频锁相工作原理（输出C） 18l 操作控制工作原理 19第三章 用户指南l
6、 开机与复位 21 l A路数据设定 21l A路频率周期设定 23l A路幅度设定 23l A路输出波形选择 24l A路偏移设定 24l A路存储与重现 25l 扫描功能 26l 调制功能 28l 猝发功能 29l 键控功能 29l 错误信息 31l 校准 31l B路使用指南 32l C路使用指南 33第四章 程控接口指南l 概述 36l 接口的选择 36l GPIB接口性能与功能 36l RS232接口性能与功能 38l 接口的安装 39l 仪器地址 39l 仪器的程控命令 40l 应用程序的编制 41第五章 扩展功能介绍l 频率计 44频率测量 44周期测量 44测量选择 44l 功
7、率放大器 44输出电压 44频率范围 45输出功率 45输出保护 45第六章 服务与支持 46第七章 技术指标l A路技术指标 48波形特性 48频率特性 48幅度特性 48偏移特性 48输出阻抗 48幅度调制 48频率调制 49相位调制 49猝发调制 49扫描特性 49存储特性 49l B路技术指标波形特性 49频率特性 49幅度特性 50l C路技术指标（仅限TFG2300、TFG2300V）波形特性 50频率特性 50幅度特性 50调制特性 50l TTL输出 50l 通用特性 51l 技术指标（选件） 51程控接口 51频率计 51功率放大器 51频率基准 51第一章快速入门 本章对T
8、FG2000系列信号发生器的前后面板进行了描述，对信号发生器的操作及功能作了简要的介绍，使您能尽快掌握其基本使用方法。本章主要有以下内容：l 准备使用信号源 第8页l 熟悉前后面板和用户界面 第9页l A路功能设定 第13页l 通道设置选择 第14页 l 设置扫描功能 第14页l 设置扫描功能 第14页l 设置调制功能 第14页l 设置猝发功能 第15页l 设置键控功能 第15页l 设定相移度数 第15页l 初始化状态 第15页准备使用信号源1.1检查整机与附件 根据装箱单检查仪器及附件是否齐备完好，如果发现包装箱严重破损，请先保留，直至仪器通过性能测试。 1.2接通仪器电源仪器在符合以下规定
9、的使用条件时,才能开机使用。1.2.1电源条件：电压：AC220V（110） 频率：50Hz（15） 功耗：30VA1.2.2 环境条件：温度：040 湿度：80将电源插头插入交流220V 带有接地线的电源插座中，按下电源开关，仪器进行自检初始化，首先显示“WELCOME TO USE” （欢迎使用），然后依次显示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 ，最后进入复位初始化状态，自动选择“连续”功能，显示出当前A 路波形和频率值。（荧光显示型号能同时显示出频率值和幅度值，使用更加方便）。警告 为保障操作者的人身安全，必须使用带有安全接地线的三孔电源插座。熟悉前后面板和用户界面2.1前面板总揽（
10、图1）51TFG2000系列DDS函数信号发生器使用指南 石家庄市无线电四厂 石家庄数英电子科技有限公司 1菜单、数据、功能显示区2功能键3手轮4输出通道A5按键区6上档（Shift）键7选项键8触发键9程控键10输出通道B2.2后面板总揽（图2）1GPIB接口2调制/计数器外测输入3TTL输出4保险丝5RS232接口6电源接口2.3 用户界面2.3.1 显示说明: 仪器使用两级菜单显示，【功能】键为主菜单，可循环选择六种功能。【选项】键为子菜单，在每种功能下可循环选择不同的项目。 菜单显示 功能项目表功 能连 续SINE 扫 描SWEEP调 制AM/FM猝 发BURST键 控KEYNG外 测
11、EXCNT项目A 路 频率CHA FREQA 路 频率CHA FREQA 路 频率CHA FREQA 路 频率CHA FREQA 路 频率CHA FREQ外部 频率EXT FREQB 路 频率CHB FREQ始点 频率STRT FREQB 路 频率CHB FREQA 路 计数CHA COUNT始点 频率STRT FREQ外部 周期EXT PERIDB 路 波形CHB WAVEF终点 频率STOP FREQB 路 波形CHB WAVEFA 路 间隔CHA TIME终点 频率STOP FREQC 路 频率CHC FREQ步长 频率STEP FREQA 路 频偏CHA DEVIAA 路 单次CHA
12、ONCEA 路 相移CHA PHASEC 路 频偏CHC DEVIAA 路 间隔CHA TIMEA 路 深度CHA DEPTHA 路 间隔CHATIMEA 路 偏移CHA OFSETA 路 方式CHA MODE2.3.1.1 功能键主菜单正弦 SINE（Sine） 方波 SQUR（Square）扫描 SWEEP（Sweep） 调制 AM/FM (尚未触发)调幅 AM ON(Amplitude Modulation) 调频 FM ON(Frequency Modulation)猝发 BURST（Burst） 键控 KEYNG（Keying）外测 EXCNT（External Count） 2.3
13、.1.2 选项键子菜单A 路 CHA（Channel A） B 路 CHB（Channel B）始点 STRT（Start ） 终点 STOP（Stop） 步长 STEP（Step） 外部 EXT（External）频率 FREQ（Frequency） 周期 PERID（Period）幅度 AMPL（Amplitude） 波形 WAVEF（Waveform）方式 MODE（Mode） 偏移 OFSET（Offset）间隔 TIME（Time） 计数 COUNT（Count）相移 PHASE（Phase） 脉宽 DUTY（Tuty）深度 DEPTH（AM Depth） 频偏 DEVIA（FM D
14、eviation） 2.3.1.3 标志符S（Shift）上档键 R（Remote）程控C（Calibration）校准2.3.1.4 工作状态 ERROR (Error )运行出错（出错号*）F（A）SWEEP 频率（幅度）扫描BURST （Burst ）猝发 FSK （Frequency Shift keying ）频移键控ASK （Amplitude Shift keying ）幅移键控PSK （Phase Shift keying ）相移键控2.3.1.5 幅度值格式p-p（Peak to Peak）幅度峰峰值 rms（Root-mean-square）幅度有效值(均方根值)2.3.2
15、 键盘说明: 仪器前面板上共有20个按键（见图1），按键功能功能如下：【频率】【幅度】键：频率和幅度选择键。【0】 【1】 【2】【3】【4】【5】【6】【7】【8】【9】键：数字输入键。【MHz】【kHz】【Hz】【mHz】键：双功能键，在数字输入之后执行单位键功能，同时作为数字输入的结束键。直接按【MHz】键执行“Shift”功能，直接按【kHz】键执行“选项”功能，直接按【Hz】键执行“触发”功能。【./-】键：双功能键，在数字输入之后输入小数点，“偏移”功能时输入负号。【】键：光标左右移动键。【功能】键：主菜单控制键，循环选择六种功能。【选项】键：子菜单控制键，在每种功能下循环选择不同
16、的项目。【触发】键：在“扫描”“调制”“猝发”“键控”“外测”功能时作为触发启动键。【Shift】键：上档键（显示“S”标志），按【Shift】键后再按其他键，分别执行该键的上档功能。 2.3.3 常用操作：下面举例说明常用操作方法，可满足一般使用的需要，如果遇到疑难问题或较复杂的使用，可以仔细阅读第三章 用户指南中的相应部分。开机后，仪器进行自检初始化，进入正常工作状态，自动选择“连续”功能，A 路输出。2.3.3.1 A路功能设定A 路频率设定：设定频率值3.5kHz【频率】【3】【.】【5】【kHz】 。A 路频率调节：按【】键使光标指向需要调节的数字位，左右转动手轮可使数字增大或减小，
17、并能连续进位或借位，由此可任意粗调或细调频率。 A 路周期设定：设定周期值25ms【Shift】【周期】【2】【5】【ms】 。A 路幅度设定：设定幅度值为3.2V【幅度】【3】【.】【2】【V】 。A 路幅度格式选择：有效值或峰峰值【Shift】【有效值】或【Shift】【峰峰值】 。A 路衰减选择：选择固定衰减0dB（开机或复位后选择自动衰减AUTO）【Shift】【衰减】【0】【Hz】 。A 路偏移设定：在衰减选择0dB 时，设定直流偏移值为-1V【选项】键，选中“A 路偏移”，按【-】【1】【V】 。恢复初始化状态：初始化状态参数见1.4 条【Shift】【复位】 。A 路波形选择：在
18、输出路径为A 路时，选择正弦波或方波【Shift】【0】或【Shift】【1】 。A 路方波占空比设定：在A 路选择为方波时，设定方波占空比为65 【Shift】【占空比】【6】【5】【Hz】 。2.3.3.2通道设置选择：反复按下面两键可循环选择为A 路,B 路,C 路【Shift】【A/B/C】（仅2300、2300V 有C 路）。2.3.3.3 B 路功能设定：B 路波形选择：在输出路径为B 路时，选择正弦波，方波，三角波，锯齿波【Shift】【0】,【Shift】【1】,【Shift】【2】,【Shift】【3】 。B 路多种波形选择：B 路可选择32种波形【选项】键，选中“B 路波形
19、”，按【】键使光标指向个位数，使用手轮可从0 至31 选择32 种波形。2.3.3.4设置“扫描”功能【功能】键，选中“扫描”，使用现有扫描参数【触发】开始频率扫描，任意键输出停止。设定扫描方式：正向扫描 【选项】键选中“方式”，按【0】键。【触发】开始正向频率扫描，任意键输出停止。【幅度】键，选中“幅度”，使用现有扫描参数【触发】开始幅度扫描，任意键输出停止。2.3.3.5 设置“调制”功能【功能】键，选中“调制”，【触发】开始频率调制（FM ON）。设定调制频偏：调制频偏5【选项】键选中“频偏”，【5】【Hz】 。【幅度】键，选中“幅度”，【触发】开始幅度调制（AM ON）。设定调制深度：
20、调制深度50【选项】键选中“深度”，【5】【0】【Hz】 。2.3.3.6 设置“猝发”功能【功能】键，选中“猝发”，改变猝发参数设定猝发周期数：1个周期【选项】键选中“计数”，【1】【Hz】 。【触发】开始猝发计数输出，任意键输出停止。设定单次猝发：【选项】键选中“单次”每按一次【触发】键，输出一次。2.3.3.7 设置“键控”功能【功能】键，选中“键控”，使用现有键控参数【触发】开始FSK 输出，任意键输出停止。2.3.3.8设定相移度数：相移度数90【选项】键选中“相移”，【9】【0】【Hz】 。【触发】开始PSK 输出，任意键输出停止。【幅度】键，选中“幅度”，使用现有键控参数【触发】
21、开始ASK 输出，任意键输出停止。2.3.4 初始化状态：开机或复位后仪器的工作状态A 路：波形：正弦波 频率：1kHz 幅度：1V p-p衰减：AUTO 偏移：0V 方波占空比：50%时间间隔：10ms 扫描方式：往返 猝发计数：3个调制载波：50kHz 调频频偏：15% 调幅深度：100%相移：0B 路：波形：正弦波 频率：1kHz 幅度：1V p-pC 路：（仅2300、2300V）波形：正弦波 频率：0MHz 幅度：0dBm 第二章 原理概述通过本章内容，您可以了解到信号形成的基本概念和仪器的内部操作，从而对仪器的性能指标有更深刻的理解，便于您更好的使用本仪器。l TFG2000 系列
22、DDS函数信号发生器 原理框图 第17页l 直接数字合成工作原理（输出A , 输出B , 输出TTL ,见原理框图） 第18页l 数字分频锁相工作原理（输出C） 第18页l 操作控制工作原理 第19页TFG2000 系列DDS函数信号发生器 原理框图数字合成DDSEEPROM低通滤波比较器TTL输出频率调制电压放大幅度控制幅度调制功率放大偏移设定调制输入输出衰减20-60dB输出保护输出 A低通滤波幅度控制功率放大输出 B键 盘微控制器MCU数字合成DDS手 轮显示器器器时 钟直接数字合成工作原理（输出A、输出B 、 输出TTL）要产生一个电压信号，传统的模拟信号源是采用电子元器件以各种不同的
23、方式组成振荡器，其频率精度和稳定度都不高，而且工艺复杂，分辨率低，频率设置和实现计算机程控也不方便。直接数字合成技术（DDS）是最新发展起来的一种信号产生方法，它完全没有振荡器元件，而是用数字合成方法产生一连串数据流，再经过数模转换器产生出一个预先设定的模拟信号。例如要合成一个正弦波信号，首先将函数ysinx进行数字量化，然后以x为地址，以y为量化数据，依次存入波形存储器。DDS使用了相位累加技术来控制波形存储器的地址，在每一个采样时钟周期中，都把一个相位增量累加到相位累加器的当前结果上，通过改变相位增量即可以改变DDS的输出频率值。根据相位累加器输出的地址，由波形存储器取出波形量化数据，经过
24、数模转换器和运算放大器转换成模拟电压。由于波形数据是间断的取样数据，所以DDS发生器输出的是一个阶梯正弦波形，必须经过低通滤波器将波形中所含的高次谐波滤除掉,输出即为连续的正弦波。数模转换器内部带有高精度的基准电压源，因而保证了输出波形具有很高的幅度精度和幅度稳定性。幅度控制器是一个数模转换器，根据操作者设定的幅度数值，产生出一个相应的模拟电压，然后与输出信号相乘，使输出信号的幅度等于操作者设定的幅度值。偏移控制器是一个数模转换器，根据操作者设定的偏移数值，产生出一个相应的模拟电压，然后与输出信号相加，使输出信号的偏移等于操作者设定的偏移值。经过幅度偏移控制器的合成信号再经过功率放大器进行功率
25、放大，最后由输出端口A 输出。数字分频锁相工作原理（输出C）：（仅TFG2300，2300V）由于直接数字合成技术产生高频信号成本较高，所以本机高频段使用数字分频锁相（PLL）技术。输出正弦波信号由锁相环中的压控振荡器产生，经过高速前置分频器和脉冲吞除可变分频器，进入鉴相器的输入端。晶体振荡器产生的基准信号经过分频器进入鉴相器的另一个输入端，如果两个信号的相位不同，鉴相器会产生出一个误差电压，经过滤波后去控制压控振荡器，使振荡器输出信号的频率发生变化，直到与晶体振荡器的基准信号频率相位完全相同，这时锁相环路便进入锁定状态。改变脉冲吞除可变分频器的分频比，即可以改变压控振荡器输出信号的频率。利用
26、锁相环路良好的跟踪特性，可以得到一个与晶体振荡器频率稳定度相同的正弦波信号，并且具有良好的频谱纯度。为了得到较宽的频率范围，本机使用了两个锁相环路，一个环路产生频率固定的正弦波信号，另一个环路产生频率可调的正弦波信号，两个信号经过混频器混频，再使用滤波器选择出两个信号的差频信号，经过放大器和程控步进衰减器后由输出端口C输出。操作控制工作原理：微处理器通过接口电路控制键盘及显示部分，当有键按下的时侯，微处理器识别出被按键的编码，然后转去执行该键的命令程序。显示电路使用菜单字符将仪器的工作状态和各种参数显示出来。面板上的旋钮可以用来改变光标指示位的数字，每旋转15度角可以产生一个触发脉冲，微处理器
27、能够判断出旋钮是左旋还是右旋，如果是左旋则使光标指示位的数字减一，如果是右旋则加一，并且连续进位或借位。 第三章 用户指南通过学习本章内容，您可全面掌握仪器的使用方法，轻松自如地应用本仪器解决问题。l 开机与复位 第21页 l A路数据设定 第21页l A路频率周期设定 第23页l A路幅度设定 第23页l A路输出波形选择 第24页l A路偏移设定 第24页l A路存储与重现 第25页l 扫描功能 第26页l 调制功能 第28页 l 猝发功能 第29页l 键控功能 第29页l 错误信息 第31页l 校准 第31页l B路使用指南 第32页l C路使用指南 第33页开机与复位 仪器在符合第七章
28、5.3和5.4 条规定的使用条件下,才能开机使用。按下面板上的电源按钮，电源接通。首先显示“WELCOME TO USE” “欢迎使用”，然后依次显示0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 ，最后进入复位初始化状态，显示出当前A 路波形和频率值。（荧光显示型号能同时显示出频率值和幅度值，使用更加方便）。按【功能】键或【选项】键，可以进入菜单显示。在任何时候只要按【Shift】【复位】即可回到复位初始化状态。A路数据设定1.数据的输入1.1 数字键输入: 十个数字键用来向显示区写入数据。写入方式为自右至左移位写入，超过十位后左端数字溢出丢失。符号键【./-】具有负号和小数点两种功能，在“偏移”功能时，按此键可以写入负号。当数据区已经有数字时，按此键则在数据区的末位数字上加小数点，如果数据区中已经带有小数点，则按此键不再起作用。使用数字键只是把数字写入显示区，这时数据并没有生效，所以如果写入有错，可以按当前功能键后重新写入，对仪器工作没有影响。等到确认输入数据完全正确之后，按一次单位键(【MHz】,【kHz】，【Hz】，【mHz】)，这时数据开始生效，仪器将显示区
