时基高度稳定的任意函数发生器——Tektronix AFG3022C评测
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对于每个嵌入式工程师来说(无论嵌入式软件工程师还是硬件工程师)，在进行嵌入式系统设计的同时必须要具备的一个基本技能就是要会使用多种仪器，以此来验证自己的设计是否满足要求。这其中包括：数字万用表、信号发生器、电子计数器、模拟实时示波器、数字存储示波器、万用电桥、失真度测试仪、频谱分析仪、逻辑分析仪等等。其中数字万用表，信号发生器和数组存储示波器是使用频率最高的三种仪器。
同时，如果所设计的嵌入式系统中存在模拟信号处理模块(ADC/DAC)，在进行系统调试过程中势必需要用到信号发生器来进行模拟。以此来验证系统硬件和软件设计的合理性，并根据模拟结果来进行修改和升级。当然，目前市面上能研发和生产信号发生器的厂商有好多家，即使针对某一个设计厂商，旗下的信号发生器产品也具有好多型号。目的就是为了满足不同阶层用户的不同技术需求。
今天我们来给大家评测一款来自老牌测试测量厂商泰克的AFG3200C信号发生器，一方面，让不熟悉此设备的工程师有一个大致的了解，同时也可以让熟悉此设备的工程师进行一次重新的认识。
一、 设备参数概述
Tektronix作为一家世界级的设备研发和生产厂商，为客户提供了多种性能可靠的测试仪器，及赢得了客户的认可，同时也赢得了同行的赞赏。AFG3200C信号发生器通过其无可比拟的性能、通用性、直观的操作和经济性，使其成为业内最实用的入门级函数、任意波形和脉冲发生器。
主要技术参数及特点
- · 可以产生正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、任意波等波形;
- · 最大25 MHz正弦波形，以及14-bit, 250MS/s任意波形发生器;
- · 最小10 mVp-p 幅值信号输出;
- · 幅度高达20 Vp-p 至50 Ω负载;
- · 集成5.6英寸显示屏，为参数设置和波形形状提供直观上的支持;
- · 支持多语言和直观操作，加速设备熟悉时间;
- · 脉冲波形，可以独立设置前沿时间和后沿时间;
- · 可提供基于AM, FM, PM, FSK, PWM的波形输出;
- · 提供扫描和突发功能;
- · 双通道输出，以及前面板上USB接口存储波形;
- · 后面板集成远程控制端口USB、GPIB和LAN，为系统集成提供可行性;
- · 支持基于LabVIEW和LabWindows/IVI-C驱动程序开发;
- · 用户可以选择12种不同的标准波形以及可以以高采样率生成长达128K的任意波形;
- · 外部信号可以连接并增加到输出信号中;
- · 通过双通道模式，可以生成两个完全相同或完全不同的信号;
- · 每个通道都具有高度稳定的时基，漂移仅±1ppm。
设备显示屏
随着液晶显示屏成本的降低，对于入门测试设备来说，集成显示屏就显得非常的人性化。AFG3022C函数发生器集成了一块5.6英寸的彩色TFT LCD屏幕，液晶屏上除了显示一些基本的波形参数之外，还特地将设置后波形的大体轮廓显示出来。用户借助此功能可以非常直观地看到输出后波形的大体形状及一些关键的参数，这为信号设置提供了全面的信心。在没有示波器验证输出波形的环境下，用户可以由此来判断所设置的波形的参数是否满足需求，进而不需要担心设置的波形是否正确。同时也可以让用户将工作重心放到其他更高级别的任务上。
按键布局
设备提供足够多的按键来帮助用户去进行波形的各种参数设置，同时也提供了一个旋钮以非常小的分辨率来对输出波形进行连续的设置，从而根据输出波形的连续变化来观察系统的变化，适用于特殊应用场合。同时快捷键的使用可以使用户直接进入常用功能和参数设置界面。按键功能清晰，布局合理，可以使每一个用户非常容易地进行操作。而且按键带有背光功能，即使在周围光线比较暗的环境中照样可以进行设置和使用。操作菜单结构清晰，用户可以非常方便地选择其他功能。同时该设备在面板的结构和布局上遵循了共有原则，即使是不同系列的设备具有非常大的相似性，这使得用户缩短了学习及重新学习怎样使用仪器所需的时间。
随着液晶显示屏成本的降低，对于入门测试设备来说，集成显示屏就显得非常的人性化。AFG3022C函数发生器集成了一块5.6英寸的彩色TFT LCD屏幕，液晶屏上除了显示一些基本的波形参数之外，还特地将设置后波形的大体轮廓显示出来。用户借助此功能可以非常直观地看到输出后波形的大体形状及一些关键的参数，这为信号设置提供了全面的信心。在没有示波器验证输出波形的环境下，用户可以由此来判断所设置的波形的参数是否满足需求，进而不需要担心设置的波形是否正确。同时也可以让用户将工作重心放到其他更高级别的任务上。
波形种类
该设备可以提供多种波形输出，根据前面板的相关按键进行选择。其中，正弦波、方波、锯齿波和脉冲波可以根据相应按键进行直接选择。任意波按钮可以提供用户自行设计波形形状的功能，用户需要提供一个周期或者多个周期内的波形数据，通过人工编辑或者存储设备输入的方式进行。
运行模式
针对每种输出波形，提供4中运行模式，可以根据相应按键来进行选择。
周期波形参数设置按键
波形常见参数设置，可以按下相应按键来进行选择，然后通过旋钮选择或者是数字直接输入的方式进行参数设置。
脉冲波形参数设置按键
包括占空比/宽度，上升时间/下降时间参数设置。
任意波形编辑按键
任意波形人工编辑按钮，还有设备可以保持4中预先编辑好的波形数据进行输出。还包括设备帮助按钮等一些基本的功能按键，此次评测不涉及到人工编辑波形。因此，此文档不包含上述按钮的操作过程。
旋钮及左右移位按键
旋钮用来进行微调，左右移位按钮用来对设置数据的高低位进行切换操作。
数字输入按键
用户可以利用数字输入按钮直接将参数输入设备，然后按回车、返回以及取消进行相应操作。
波形输出通道
设备支持双通道信号输出，以及输出开关按钮。用户可根据需要进行选择连接。
触发输出通道
设备提供对外/对内触发功能，在系统集成中可以充分体现其实用性。此次也不做介绍。
特殊按键
此列特殊按钮是常用按钮，没有固定的功能，应用场景和屏幕上显示的内容有关系。既有功能选择按钮，也有翻页和返回按钮。
后面板配置
设备在后面板集成了必备的外部接口，包括信号输入接口，外部参考信号输入接口，以及进行远程通信和控制接口(USB、GPIB和LAN)。通过远程通讯和控制接口，同时借助标配的 ArbExpress™软件，用户可以非常轻松的创建波形。通过这种PC软件，可以从任何泰克示波器中无缝导入波形，也可以使用标准函数、公式编辑器和波形数学运算定义波形。
物理特点：台式机配置
外观尺寸：高度156mm X宽度329.6mm X厚度168.0mm
重量：净重 4.5kg 毛重：5.9 kg
工作温度范围： 0 ℃ 到 +50 ℃
保存温度范围：-30 ℃ 到 +70 ℃
工作湿度范围：≤+40℃：≤80% ，>+40 ℃ ~ 50 ℃: ≤60%
工作海拔高度：最高3,000米(10,000英尺)
EMC 合规性：欧盟委员会指令2004/108/EC
安全性：
- UL 61010-1:2004
- CAN/CSA C22.2 No. 61010-1:2004 [!--empirenews.page--]
- IEC 61010-1:2001
二、 设备评测
为了使用户对该设备有个大致的了解，笔者打算对设备的具体应用进行简单的评测。同时鉴于篇幅的限制，此次打算仅对单个通道(另一个通道可以输出同样的波形或者是不同的波形，需另外进行设置)的信号输出进行简单的设置，同时利用同一厂家的示波器(TBS1104)对输出波形进行监测和验证。此次评测的波形输出打算采用设备默认的参数设置。
大部分波形输出运行模式支持连续输出、调制输出、扫描输出和脉冲输出。为了说明四种输出运行模式，此次打算利用正弦波进行该四种运行模式。其余都只采用连续输出模式。
正弦波连续输出
正弦波调制
正弦波扫描
正弦波脉冲
方波
锯齿波
脉冲波
Sin(x)/x
Noise
Gaussian
Lorentz
Exponential Rise
Exponential Decay
Haversine
从上述每组图片中进行比较久可以看出，该设备的输出信号是非常准确的。鉴于示波器的采集精度，在某些信号的验证上出现一些小的出入，但是这并不影响该设备的性能。
三、 总结
任意函数发生器作为一种通用的测试辅助设备，应用非常之广泛，在嵌入式工程师进行系统调试或者是系统测试的过程中扮演者非常重要的角色。但是对于目前来说，绝大多数工程师对于任意函数发生器的使用仅仅停留在标准波形发生及应用上。
此次对于AFG3022C任意函数发生器的评测，都是基于最基本的简单应用。使读者或者用户通过简单的设置就能得到自己想要的波形输出。通过此次对于Tektronix 的AFG3022C任意函数发生器设备的简单评测，使得大部分读者或者用户对此设备有了一个大体的了解。
同时笔者接触过的函数发生器种类、型号和厂家非常之多，每种函数发生器都具有其特殊的功能参数和侧重点，厂家这样做的目的就是为了在实现产品利润的同时，扩大产品在测试领域的覆盖面。通过产品的等级配置，让用户根据自己的实际情况来选择和购买适合自己的设备，既节省了成本，同时又达到了测试目的。
Tektronix(泰克)作为诸多测试设备厂商之一，其具有非常雄厚的设计能力和非常广的产品线，为用户提供基于各种测试需求的测试设备。因此，大部分用户在选购测试测试设备的时候不得不将Tektronix作为必选项。
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