直接数字合成技术的工作原理

 

固纬任意波形信号发生器普遍采用直接数字合成（DDS，Direct Digital Synthesis）技术作为信号生成的核心手段。DDS技术的基本原理可概括为：以稳定的时钟频率为参考，通过相位累加器、波形存储器和数模转换器的协同工作，从数字域直接合成模拟波形。具体而言，相位累加器在每个时钟周期内以设定的频率控制字递增，其输出作为地址信号寻址波形存储器（存储着预先计算好的波形幅度数字量），读取出的数据经数模转换器转换为阶梯模拟信号，再经低通滤波器平滑后输出连续的模拟波形。

 

DDS技术赋予任意波形信号发生器若干区别于传统模拟振荡器的技术特征。频率分辨率由相位累加器的位数决定——固纬全系列产品提供1μHz的频率分辨率，这一量级的分辨率在传统RC或LC振荡器中难以实现。频率切换速度快且相位连续，适用于需要快速跳频的测试场景。此外，DDS架构支持任意波形的存储与回放——用户可通过面板操作或PC端软件编辑自定义波形，将其存入波形存储器后按需输出。

 

AFG-2000系列：基础型DDS任意波形发生器

 

AFG-2000系列是固纬任意波形信号发生器产品线中的基础型产品。该系列涵盖6个型号，提供5MHz、12MHz和25MHz三种频段选择。全系列基于DDS技术架构，内置正弦波、方波、三角波、噪声波等标准波形。

 

在任意波形功能方面，AFG-2000系列提供20MSa/s采样率、10位垂直分辨率以及4k点记录长度。用户可通过前面板直接编辑波形，或使用固纬提供的波形编辑软件在PC上完成波形设计后通过USB接口导入设备。方波占空比在1%至99%范围内可调，这一功能使其能够模拟脉冲波、突波或瞬变信号。

 

AFG-2100系列在AFG-2000基础上增加了AM/FM/FSK三种调制方式、波形扫描（Sweep）和150MHz频率计功能。设备采用全数字化按键设计，配合3.5英寸三色LCD显示屏，可在参数调整过程中实时观察数值变化。输出幅值提供Vpp、Vrms和dBm三种单位供用户选择。

 

AFG-3000系列：隔离输出与浮动电路测试

 

AFG-3000系列是固纬面向工业、科学研究和教育领域推出的任意波形信号发生器。该系列提供20MHz和30MHz两个频段，有单通道和双通道两种配置。

 

这一设计的工程价值在于：用户可以将信号发生器的输出与外部直流电源串接，实现直流加交流的叠加输出，最高可达+42V或-42V。双通道型号的两个通道可各自独立使用，也可多台仪器同时输出而无需考虑接地参考的问题。这一特性在车用电子发动机控制器或传动装置的测试中具有实际意义。

 

在任意波形性能方面，AFG-3000系列提供250MSa/s采样率、16位垂直分辨率以及8M点内存深度。内置65种函数波形（包括Sinc、指数上升、指数下降、高斯、半正弦等）。设备支持频率扫描和振幅扫描，可与线性/对数、单向/双向、连续/单次触发/门限触发等多种模式结合使用。频率扫描可用于测试滤波器及低频放大器的频率响应，振幅扫描可用于模拟振动测试及材料疲劳老化测试。

 

AFG-3000系列还内置了DSOLink功能——用户可将固纬数字示波器采集到的实际信号直接复制到信号发生器中输出。设备支持最多6台（12通道）的相位同步运行，用户可通过外部10MHz原子钟频率标准输入提高频率输出的精确度。

 

AFG-4000系列：触摸屏与宽频段覆盖

 

AFG-4000系列是固纬配备8英寸触摸屏的任意波形信号发生器。单通道型号频率为25MHz，双通道型号提供250MHz、100MHz、80MHz、60MHz、35MHz和25MHz的频率选择。全系列提供1μHz频率分辨率，内置正弦波、方波、三角波、脉冲波、噪声波、谐波等标准波形。

 

采样率与分辨率随型号梯次分布：250MHz最高带宽型号提供1.25GSa/s采样率；35MHz至100MHz中阶型号提供500MSa/s采样率；25MHz入门型号提供125MSa/s采样率。垂直分辨率方面，35MHz及以上型号为16位，25MHz入门型号为14位。存储深度方面，双通道型号提供10M点，入门级单通道型号提供16k点。全系列内置146种任意波形供用户编辑和输出。

 

双通道型号支持频率耦合、幅度耦合和跟踪等通道关联设置。调制功能涵盖AM、DSB-AM、FM、PM、PWM、ASK、PSK、BPSK、QPSK、FSK、3FSK、4FSK、OSK、SUM等多种类型。AFG-4125AE型号内置功率放大器，放大系数达10倍，最大输出22V，带宽5Hz至100kHz。接口方面，25MHz型号配备USB Host/Device，35MHz及以上型号标配USB Host/Device和LAN接口。

 

多通道信号发生器MFG-2000系列

 

MFG-2000系列是固纬的多通道任意波形信号发生器产品线，包含基本款MFG-21XX和进阶款MFG-22XX两个子系列。最高配置可同时提供5个输出通道：两个等效任意波形通道（最高60MHz）、一个RF发生器（最高320MHz正弦波）、一个独立脉冲发生器（25MHz）以及一个低频功率放大器（100kHz，20W）。部分型号内置医学与汽车电子波形。