信号发生器的使用方法及技巧

下面以如图4.2-1所示的MFG-3005CH DDS函数信号发生器为例，介绍其性能参数和使用方法。

图4.2-1　MFG-3005CH DDS函数信号发生器

一、MFG-3005CH DDS函数信号发生器的性能参数

DDS信号发生器是采用直接数字频率合成（Direct Digital Synthesis，DDS）技术的全数字合成信号发生器，可以把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节，可输出多种波形，也可工作于调制状态。

MFG-3005CH DDS函数信号发生器采用TFT大屏显示，信号可双路独立输出，可输出32种波形，具有FM、FSK、ASK、PSK多种调制功能，具有扫频、扫幅和猝发功能，还具有过压、过流、输出短路、反灌电压保护。

表4.2-2为MFG-3005CH DDS函数信号发生器的性能参数。

表4.2-2　MFG-3005CH DDS函数信号发生器的性能参数

续表

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二、MFG-3005CH DDS函数信号发生器的面板结构

1.前面板

MFG-3005CH DDS函数信号发生器的前面板如图4.2-2所示。

图4.2-2　MFG-3005CH DDS函数信号发生器的前面板

①电源开关 ②液晶显示屏 ③单位软键 ④选项软键 ⑤功能键和数字键
⑥方向键 ⑦调节旋钮 ⑧A路输出插座和触发软键 ⑨B路输出插座和触发软键

函数信号发生器软键符号的意义见表4.2-3。

表4.2-3　函数信号发生器软键符号的意义

2.后面板

MFG-3005CH DDS函数信号发生器的后面板如图4.2-3所示。

图4.2-3　MFG-3005CH DDS函数信号发生器的后面板

①A-TTL和B-TTL输出插座 ②调制和外测输入插座 ③电源输入插座和保险丝座
④AC110和AC220V输入电压转换开关 ⑤RS-232接口插座

3.显示屏信息

该函数信号发生器的显示屏信息如图4.2-4所示。

图4.2-4　函数信号发生器的显示屏

①A路波形及参数显示区 ②B路波形及参数显示区 ③功能菜单，显示当前信号的通道和类型
④选项菜单，可对信号的相关参数进行设定 ⑤参数区，修改信号参数时，该显示区的相应参数会高亮显示
⑥单位菜单，随着选项菜单的变化而变化

4.按键说明

该函数信号发生器的前面板上共有38个按键，可分为5类。

（1）功能按键。Channel键、Sweep键、MOD键、Burst键、SK键、TTL键分别用来选择仪器的10大功能；Counter键用来选择频率计数功能；Utility键用来进行系统设置及退出程控操作；Sine键、Square键、Ramp键、Pulse键、Noise键和Arb键用来选择正弦波、方波、三角波、脉冲波、噪声和任意波；A路Output/Trigger键用来开关A路输出信号或触发A路信号，B路Output/Trigger键用来开关B路输出信号或触发B路信号。

（2）选项按键。屏幕右边有5个空白键（自上而下定义为选项1～选项5），它们的功能随着选项菜单的不同而变化，称为选项按键。

（3）数据输入键。0键、1键、2键、3键、4键、5键、6键、7键、8键、9键用来输入数字，.键用来输入小数点，-键用来输入负号。

（4）单位按键。屏幕下边有5个空白键，其定义随着数据的性质不同而变化，称为单位按键。数据输入之后必须按单位按键，表示数据输入结束并开始生效。

（5）方向键。◀键和▶键用来移动光标指示位，转动旋钮时可以加减光标指示位的数字；▲键和▼键用来增减信号的频率或幅度。

三、MFG-3005CH DDS函数信号发生器的使用

1.操作通则

（1）屏幕右边为中文操作菜单，如果菜单右边有一个三角形，表示该菜单具有多项，按下一个选择键可以循环选择该菜单的各项。如果菜单右边没有三角形，表示该菜单只有一项。右边最上一行为功能菜单，仪器具有10种功能，分别用Channel键、Sweep键、MOD键、Burst键、SK键这5个键进行选择。右边下面5行为选项菜单，分别使用屏幕右边相对应的5个空白按键进行选择，被选中的项目变为绿色。

（2）参数显示。屏幕左边波形图下面为参数显示区，参数显示分5个区：频率区用来显示信号的频率或周期；幅度区用来显示信号的输出幅度；其他参数区用来显示除了频率和幅度两项主要参数以外的所有其他参数，屏幕最下边一行为数据单位，随着选择数据的性质不同而变化，分别使用屏幕下边相对应的5个空白按键进行选择，数据输入之后按单位按键，数据开始生效；A路参数区用来显示A路的当前波形、功能及有关参数；B路参数区用来显示B路的当前波形、功能及有关参数。

（3）数据输入。如果一项参数被选中，参数值会变为黄色，表示该项参数值可以被修改。10个数字键用于输入数据，输入方式为自左至右移位写入，数据中可以带有小数点，在偏移功能时，可以输入负号。使用数字键只是把数字写入显示区，这时数据并没有生效，数据输入完成以后，必须按单位键作为结束，输入数据才开始生效。数据的输入可以使用小数点和单位键任意搭配，仪器都会按照固定的单位格式将数据显示出来，例如输入1.5k Hz或1500Hz，数据生效之后都会显示为1500.00Hz。

（4）旋钮调节。在实际应用中，有时需要对信号进行连续调节，这时可以使用数字调节旋钮。当一项参数被选中，除了参数值会变为黄色外，还有一个数字会变为反色，这是光标指示位，按◀键或▶键可以使光标指示位左移或右移。面板上的旋钮为数字调节旋钮，向右转动旋钮可使光标指示位的数字连续加一，并能向高位进位；向左转动旋钮，可使光标指示位的数字连续减一，并能向高位借位。使用旋钮输入数据时，数字改变后即刻生效，不用再按单位键。

2.A路单频

按Channel键可以选择A路单频功能。

（1）A路频率/周期设定。按选项1键选中频率/周期，当前频率/周期值变为黄色显示，可用数字键或调节旋钮输入频率/周期值，在输出A端口即有该频率/周期的信号输出。

（2）A路幅度设定。按选项2键选中幅度，输入幅度值，输出A端口即有该幅度的信号输出。A路幅度值的输入和显示有两种格式：峰峰值Vpp和有效值Vrms。数据输入后按单位键Vpp键或m Vpp键，可以输入和显示幅度峰峰值；数据输入后按单位键Vrms键或m Vrms键，可以输入和显示幅度有效值。

（3）幅度衰减器。按选项3键可以选择A路幅度衰减方式，开机或复位后为自动方式AUTO，仪器根据幅度设定值的大小，自动选择合适的衰减比例。仪器设置有固定衰减方式，按选项3键后，可用数字键输入衰减值，输入数据1时为0dB，2时为20dB，3时为40dB，4时为60dB，0时为Auto。也可以使用旋钮调节，旋钮每转一步衰减变化一挡。

（4）输出负载。幅度设定值是在输出端开路时校准的，输出负载上的实际电压值为幅度设定值乘以负载阻抗与输出阻抗的分压比，仪器的输出阻抗约为50Ω，当负载阻抗足够大时，分压比接近于1，输出阻抗上的电压损失可以忽略不计，输出负载上的实际电压值接近于幅度设定值。但当负载阻抗较小时，输出阻抗上的电压损失已不可忽略，负载上的实际电压值与幅度设定值是不相符的。

（5）幅度平坦度。输出频率小于1MHz，输出信号的幅频特性是很平坦的；输出频率大于10MHz，输出幅度和负载的匹配特性会使幅频特性平坦度变差，最大输出幅度也受到限制；输出频率10～15MHz，最大输出幅度为15Vpp；输出频率15～20MHz，最大输出幅度为8Vpp；频率越高，输出幅度越大，波形失真也越大。

（6）A路偏移设定。在有些应用中，需要使输出的交流信号中含有一定的直流分量，使信号产生直流偏移。按选项3键选中偏移，显示出当前偏移值。输入偏移值，A路输出信号便会产生设定的直流偏移。信号输出幅度值的一半与偏移绝对值之和应小于10V，保证使偏移后的信号峰值不超过±10V，否则会产生限幅失真。

（7）直流电压输出。如果幅度衰减选择为固定0dB，输出偏移值即等于偏移设定值，将幅度设定为0V，那么偏移值可在±10V范围内任意设定，仪器就变成一台直流电压源，可以输出设定的直流电压信号。

（8）A路波形选择。A路具有32种波形，正弦波、方波、三角波、脉冲波、噪声、任意波可以分别使用波形键直接选择。波形选择以后，输出A端口即可输出所选择的波形，并在A路波形显示区显示相应的波形形状。A路选择为方波时，方波占空比默认为50%。对于其他不常用的波形，屏幕左上方显示为任意。32种波形的序号和名称如表4.2-4所示。

表4.2-4　32种波形的序号和名称

（9）占空比设定。选中A路占空比设定，输入占空比数值，输出即为设定占空比的方波。

（10）A路相位设定。按选项4键选中A路相位，设定A路信号的相位，相位调节范围为0～360°，相位的分辨率随着频率的升高而降低。

（11）A路输出阻抗设定。按选项5键选中阻抗，输入阻抗值。仪器开机后默认为高阻，输出阻抗值为50Ω。

3.B路单频

按Channel键可以选中B路单频功能。B路的频率、周期、幅度、相位、占空比、波形的设定和选择都和A路类似，不同的是B路没有幅度衰减和直流偏移。(www.xing528.com)

（1）B路频率设定。按选项1键选中频率，输入频率值，在输出B端口即有该频率的信号输出。B路频率也能使用周期值设定和显示。

（2）B路幅度设定。按选项2键选中幅度，输入幅度值，输出B端口即有该幅度的信号输出。B路幅度只能使用峰峰值Vpp，不能使用有效值Vrms，没有幅度衰减，也没有直流偏移。

（3）B路波形选择。B路波形以数字序号的形式表示，按选项4键选中波形，操作方式与A路单频设置相同。

（4）谐波设定。B路频率能够以A路频率倍数的方式设定和显示，也就是使B路信号作为A路信号的N次谐波。按选项3键选中B路谐波，输入谐波次数值，这时A、B两路信号的相位可以达到稳定的同步。

（5）B路相位设定。按选项4键选中B路相位，设定B路信号的相位，相位调节范围为0～360°。

4.频率扫描

按Sweep键选中A路扫频功能，输出A端口即可输出频率扫描信号。输出频率的扫描采用步进方式，每隔一定的时间，输出频率自动增加或减少一个步进值。扫描始点频率、终点频率和扫描时间都可自由设定。

5.幅度扫描

按扫描键选中幅度扫描功能，屏幕上方左边显示出A路扫幅。各项扫描参数的定义和设定方法、扫描方式均与A路扫频相类同。为保持输出信号幅度的连续变化，先在A路单频功能中设定A路衰减值，在幅度扫描过程中，按A路设定衰减值固定衰减，这样可以避免在自动衰减方式中继电器的频繁切换。

6.频率调制

按调制键选中A路调频，输出A端口即有调频信号输出。

（1）载波频率设定。按选项1键选中载波频率，输入频率值。频率调制时，A路信号作为载波信号，载波频率实际上就是A路频率。

（2）调制频率设定。按选项3键选中调制频率，输入调制频率值。频率调制时，B路信号作为调制信号，调制频率实际上就是B路频率，一般来说，载波频率应该比调制频率高10倍以上。

（3）调频深度设定。按选项4键选中调频深度，输入调频深度值。调频深度值表示在调频过程中载波信号频率的变化量，使用载波信号周期的变化量来表示则更加直观。PERD为载波信号周期在调频深度为零时的周期值，SHIFT为载波信号周期在高频时的最大变化量单峰值，调频深度DEVI%=100×SHIFT/PERD。

（4）调制波形设定。因为B路信号作为调制信号，所以调制波形实际上就是B路波形。按选项5键选中调制波形，B路波形序号变为黄色显示，可用数字键或调节旋钮输入B路波形序号，即可设定调制信号的波形。

（5）外调制源。频率调制可以使用外部调制信号，仪器后面板上有一个Modulation In端口，可以引入外部调制信号。外部调制信号的频率应该和载波信号的频率相适应，外部调制信号的幅度应根据调频深度的要求来调整，外部调制信号的幅度越大，调频深度就越大。使用外部调制时，应该将调频深度设定为零，关闭内部调制信号，否则会影响外部调制的正常运行。

7.频移键控FSK

在数字通信或遥控遥测系统中，对数字信号的传输通常采用频移键控FSK或相移键控PSK的方式，对载波信号的频率或相位进行编码调制，在接收端经过解调器再还原成原来的数字信号。

按键选中A路FSK，输出A端口即有频移键控FSK信号输出。输出信号的频率为载波频率和跳变频率的交替变化，两个频率交替的间隔时间也可以设定。

（1）载波频率设定。按选项1键选中载波频率，输入载波频率值。频移键控时，A路信号作为载波信号，载波频率是A路信号的第一个频率值。

（2）跳变频率设定。按选项3键选中跳变频率，输入跳变频率值。跳变频率是A路信号的第二个频率值。

（3）间隔时间设定。按选项4键选中间隔时间，设定两个频率值交替的间隔时间。

8.幅移键控ASK

按键选中A路ASK，输出A端口即有幅移键控ASK信号输出。输出信号的幅度为载波幅度和跳变幅度的交替变化，两个幅度交替的间隔时间也可以设定。

（1）载波幅度设定。按选项2键选中载波幅度，输入载波幅度值。幅移键控时，A路信号作为载波信号，载波幅度是A路信号的第一个幅度值。

（2）跳变幅度设定。按选项3键选中跳变幅度，输入跳变幅度值。跳变幅度是A路信号的第二个幅度值。

（3）间隔时间设定。按选项4键选中间隔时间，设定两个幅度值交替的间隔时间。

9.相移键控PSK

按键控键选中A路PSK，输出A端口即有相移键控PSK信号输出。输出信号的相位为基准相位和跳变相位的交替变化，两个相位交替的间隔时间也可以设定。

（1）跳变相位设定。按选项3键选中跳变相位，输入跳变相位值。跳变相位是A路信号的第二个相位值。基准相位值为A路单频中设定的相位值。

（2）间隔时间设定。按选项4键选中间隔时间，设定两个相位值交替的间隔时间。

10.A路猝发输出

按单频键选中A路单频，再按猝发键选中A路猝发功能，屏幕上方左边显示出A猝发。输出信号按照猝发频率输出一组一组的脉冲串波形，每一组都有设定的周期个数，各组脉冲串之间有一定的间隔时间。

（1）载波频率设定。A路信号是被猝发输出的信号，首先应该设置好A路信号的频率和幅度，按选项1键选中载波频率，输入载波频率值。

（2）载波幅度设定。按选项2键选中载波幅度，输入载波幅度值。

（3）猝发计数设定。按选项3键选中猝发计数，设定猝发计数值。如果猝发频率值是规定好不能改变的，则猝发计数设定最大值是要受到限制的，猝发频率越小，猝发计数值可以设定得越大。如果猝发频率值没有规定，就可以先设定好猝发计数值，再调整猝发频率值，使各组脉冲串之间有合适的间隔时间。

（4）猝发频率设定。按选项4键选中猝发频率，设定猝发频率值。A路猝发时，TTL_A路作为触发信号，猝发频率实际上就是TTL_A路频率。猝发频率值可以根据A路频率值和猝发计数值的大小来设定，计算出A路信号的周期值与猝发计数值的乘积，也就是一组脉冲串所占用的时间，猝发周期值应该大于这个时间，以便使各组脉冲串之间有合适的间隔。

（5）单次猝发设定。按选项5键选中单次猝发，连续猝发过程即刻停止，输出信号为零。然后每按一次A路Output/Trigger键，猝发过程运行一次，根据猝发计数的设定，输出一组设定数目的脉冲串波形。如果猝发计数值设定为1，则可以手动输出单脉冲。

（6）TTL_A猝发设定。按选项5键选中TTL_A猝发，在每个TTL_A路信号的上升沿，猝发过程运行一次，根据猝发计数的设定，输出一组设定数目的脉冲串波形，猝发过程连续运行。

（7）外部猝发设定。按选项5键选中外部猝发，以Count In输入端作为猝发信号，要配置频率计输入功能才能使用。猝发计数功能可以用来试验音响设备的动态特性，还可以用来校准计数器。

11.B路猝发

按单频键选中B路单频，再按猝发键选中B路猝发功能，屏幕上方左边显示出B猝发，输出B端口即有猝发信号输出。输出信号按照猝发频率输出一组一组的脉冲串波形，每一组都有设定的周期个数。各组脉冲串之间有一定的间隔时间，各项扫描参数的定义和设定方法，均与A路猝发相类同。

12.TTL

按TTL键选中TTL功能，屏幕上方左边显示出TTL，在后面板TTL_A、TTL_B端子可以输出相应的TTL信号。

（1）TTL_A频率设定。按选项1键选中TTL_A频率，输入TTL_A频率值。

（2）TTL_A占空比设定。按选项2键选中TTL_A占空比，输入TTL_A占空比值。

（3）TTL_B频率设定。按选项3键选中TTL_B频率，输入TTL_B频率值。

（4）TTL_B占空比设定。按选项4键选中TTL_B占空比，输入TTL_B占空比值。

13.外部测量

按外测键选中计数器，显示出外部测量界面，仪器可以作为一台频率计数器使用，对外部信号进行频率测量或计数测量。

（1）自检演示。仪器可以使用内部信号进行自检演示。使用测试电缆将A路端口与后面板外测输入端口连接，按选项1键选中外测频率，测量结果即为当前A路频率值。

（2）外部频率测量。按选项1键选中外测频率，将被测信号从后面板外测输入端口接入，即可以显示出所测量的外部信号的频率值。被测信号可以是任意波形的周期性信号，信号幅度峰峰值应大于100m Vpp、小于20Vpp。

（3）闸门时间设定。按选项2键选中闸门时间，输入闸门时间值。在频率测量中，被测信号必须是连续的，但是测量过程是间歇的，以设定的闸门时间为周期，对被测信号进行采样，计算测量结果，并对显示进行刷新。

仪器采用多周期平均测量方式，闸门时间越长，对被测信号采集的周期数越多，测量结果的数字有效位数就越多，但对频率变化的跟踪越慢，适用于测量频率的长时间稳定度。闸门时间越短，测量结果的数字有效位数就越少，但是对频率变化的跟踪越快，适用于测量频率的短时间稳定度。

（4）低通滤波器。在对外信号进行测量时，如果被测信号频率较低，并且信号中含有高频噪声，由于噪声引起的触发误差的影响，测量结果会有较大的误差，并且测量数据不稳定。按选项3键选中低通滤波，这时对输入信号加入100k Hz低通滤波器，滤除信号中含有的高频噪声，测量结果会比较准确。

14.系统设置

按系统键选中系统设置，显示出系统设置界面。可以对系统设置参数进行存储和调出、设置程控接口等操作。

（1）参数存储。按选项1键选中参数存储，可以把仪器当前的全部设定参数值存储起来。仪器设置了存储号码0～39，0存储仪器的默认参数值，1～39存储用户自定义参数值。

（2）参数调出。按选项1键选中参数调出，参数值调出后，实际输出信号会按照新的参数值进行更新。

（3）程控地址。按选项2键选中程控地址，输入地址值。开机后默认程控地址为88，如果选择RS232接口与其他仪器组成自动测试系统，则系统中的每一台仪器应该设定不同的程控地址，以便计算机识别。

（4）蜂鸣器。按选项4键选中蜂鸣器，可以设定面板按键声音的开通或关闭。开机后默认选择1，按键声音开通，每按一次按键响一声提示音。

（5）语言选项。按选项3键可以设定简体中文、繁体中文、英文菜单。