SPF05A数字合成函数发生器产品手册.docx

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SPF05A数字合成函数发生器产品手册

第一章概述……………………………………………………1

第二章主要特征………………………………………………1

第三章技术参数………………………………………………2

一、函数信号发生器………………………………………2

二、计数器…………………………………………………4

三、其它……………………………………………………5

第四章面板说明………………………………………………6

一、显示说明………………………………………………6

二、前面板说明……………………………………………7

三、后面板说明……………………………………………11

第五章使用说明………………………………………………12

一、测量、试验的准备工作………………………………12

二、函数信号输出使用说明……………………………12

三、计数使用说明…………………………………………30

第六章遥控操作使用说明……………………………………31

第七章注意事项与检修………………………………………48

第八章附录USB接口………………………………………49

第九章仪器整套设备及附件…………………………………52

本仪器是一台精密的测试仪器，具有输出函数信号、调频、调幅、FSK、PSK、猝发、频率扫描等信号的功能。

此外，本仪器还具有测频和计数的功能。

本仪器是电子工程师、电子实验室、生产线及教学、科研的理想测试设备。

1、采用直接数字合成技术（DDS）。

2、主波形输出频率为1μHz~20MHz。

3、小信号输出幅度可达1mV。

4、脉冲波占空比分辨率高达千分之一。

5、数字调频、调幅分辨率高、准确。

6、猝发模式具有相位连续调节功能。

7、频率扫描输出可任意设置起点、终点频率。

8、相位调节分辨率达0.1度。

9、调幅调制度1%~100%可任意设置。

10、具有频率测量和计数的功能。

11、机箱造型美观大方，按键操作舒适灵活。

12、具有第二路输出，可控制和第一路信号的相位差。

技术指标

一、函数发生器

1、波形特性

主波形：

正弦波、方波、TTL波

波形幅度分辨率：

12bits

采样速率：

200Msa/s

正弦波谐波失真：

-50dBc（频率≤5MHz）

-45dBc（频率≤10MHz）

-40dBc（频率>10MHz）

正弦波失真度：

≤0.2%（f：

20Hz~100kHz）

方波升降时间：

≤25ns（SPF05A≤40ns）

注:

正弦波谐波失真、正弦波失真度、方波升降时间测试条件：

输出幅度2Vp-p（高阻），环境温度25℃±5℃

储存波形：

正弦波，方波，三角波，锯齿波，脉冲波，TTL等多种波形

波形长度：

4096点

波形幅度分辨率：

12bits

脉冲波占空系数：

1.0%~99.0%（频率≤10kHz），

10%~90%（10kHz~100kHz）

2、频率特性

频率范围：

主波形：

1μHz~5MHz（SPF05A型）

1μHz~10MHz（SPF10A型）

1μHz~20MHz（SPF20A型）

注：

方波、TTL的频率下限是10Hz

储存波形：

1μHz~100kHz

分辨率：

1μHz

频率误差：

≤±5×10-4频率稳定度：

优于±1×10-4

3、幅度特性

幅度范围：

1mV~20Vp-p（高阻），0.5mV~10Vp-p（50Ω）

最高分辨率：

2μVp-p（高阻），1μVp-p（50Ω）

幅度误差：

≤±2%+0.2mV（频率1KHz正弦波）

幅度稳定度：

±1%/3小时

平坦度：

±5%（频率≤5MHz正弦波）,±10%（频率>5MHz正弦波）

±5%（频率≤50kHz其它波形）,±20%（频率>50kHz其它波形）

输出阻抗：

50Ω

幅度单位：

Vp-p，mVp-p，Vrms，mVrms，dBm

4、偏移特性

直流偏移（高阻）：

±（10V-Vpkac），（偏移绝对值≤2×幅度峰峰值）

最高分辨率：

2μV（高阻），1μV（50Ω）

偏移误差：

≤±5%+20mV（高阻）

5、调幅特性

载波信号：

波形为正弦波，频率范围同主波形

调制方式：

内或外

调制信号：

内部5种波形（正弦、方波、三角、升锯齿、降锯齿）或外输入信号

调制信号频率：

1Hz~20kHz

失真度：

≤2%

调制深度：

1%~100%

相对调制误差：

≤±5%+0.5

外输入信号幅度：

3Vp-p（-1.5V~+1.5V）

6、调频特性

载波信号：

波形为正弦波，频率范围同主波形

调制方式：

内或外（外为选件）

调制信号：

内部5种波形（正弦、方波、三角、升锯齿、降锯齿）

调制信号频率：

1Hz~10kHz

频偏：

内调频最大频偏为载波频率的50%，同时满足频偏加上载波频率不大于最高工作频率+100kHz

FSK：

频率1和频率2任意设定

控制方式：

内或外（外控：

TTL电平，低电平F1；高电平F2）

交替速率：

0.1ms~800s

7、调相特性

基本信号：

波形为正弦波，频率范围同主波形

PSK：

相位1（P1）和相位2（P2）范围：

0.1~360.0°

分辨率：

0.1°

交替时间间隔：

0.1ms~800s

控制方式：

内或外（外控TTL电平，低电平P2，高电平P1）

8、猝发

基本信号：

波形为正弦，频率范围同主波形

猝发计数：

1~30000个周期

猝发信号交替时间间隔：

0.1ms~800s

控制方式：

内（自动）/外（单次手动按键触发、外输入TTL脉冲上升沿触发）

9、频率扫描特性

信号波形：

正弦波

扫描范围：

扫描起始点频率（1цHz≤F≤20MHz）。

扫描终止点频率（1цHz≤F≤20MHz）。

扫描时间：

1ms~800s（线性）100ms~800s（对数）

扫描方式：

线性扫描和对数扫描

外触发信号频率：

≤1kHz（线性）≤10Hz（对数）

控制方式：

内（自动）/外（单次手动按键触发、外输入TTL脉冲上升沿触发）

10、调制信号输出

输出频率：

1Hz~20kHz

输出波形：

正弦、方波、三角、升锯齿、降锯齿

输出幅度：

5Vp-p±2%

输出阻抗：

600Ω

11、存储特性

存储参数：

信号的频率值、幅度值、波形、直流偏移值、功能状态。

存储容量：

10个信号

重现方式：

全部存储信号用相应序号调出

存储时间：

十年以上

12、计算特性

在数据输入和显示时，既可以使用频率值也可以使用周期值，既可以使用幅度有效值也可以使用幅度峰峰值和dBm值。

13、操作特性

除了数字健直接输入以外，还可以使用调节旋钮连续调整数据，操作方法可灵活选择。

二、计数器（选件1）

1、频率测量范围：

测频1Hz~100MHz计数≤50MHz

2、输入特征：

a）最小输入电压：

“ATT”打开：

50mVrms（f：

10Hz~50MHz）

100mVrms（f：

1Hz~100MHz）

“ATT”合上：

0.5Vrms（f：

10Hz~50MHz）

1Vrms（f：

1Hz~100MHz）

b）最大允许输入电压：

100Vp-p（f≤100KHz），20Vp-p（f≤100MHz）

c）输入阻抗：

R>500kΩC<30PF

d）耦合方式：

e）波形适应性：

正弦波、方波

f）低通滤波器：

截止频率约为100kHz

带内衰减：

≤-3dB

带外衰减：

≥-30dB（f>1MHz）

3、测量时间：

10ms~10s连续可调

4、显示位数：

八位（闸门时间>5s）

4、计数容量：

≤4.29×109

5、计数控制方式：

手动或外闸门控制

6、测量误差：

时基误差±触发误差（被测信号信噪比优于40dB，则触发误差≤0.3）

7、时基：

a）类别：

小型晶体振荡器

b）标称频率：

10MHz

c）稳定度：

优于±1×10-4（22°C±5°C）

三、其它

1、使用条件

电源电压：

198~242V频率：

47~53Hz功耗：

<35VA环境温度：

0~40°C

2、物理特性

机箱尺寸：

255×370×100（mm）

使用表面贴装工艺和大规模集成电路，可靠性高，体积小，重量轻。

采用11位高亮度VFD显示。

3、程控特性

本机设有RS232C串行接口，可在计算机的控制下与其他仪器组成自动测试系统。

本机可选购IEEE-488（GPIB）测量仪器标准接口，或USB接口可在计算机的控制下

与其他仪器组成自动测试系统。

4、选用件

4．1高稳时基（选件2）

本机可选购高稳时基晶振，小型温补晶振，使输出信号精度更高、稳定性更好。

4．2外数字调频模块（选件3）

4．3功率放大器模块5W、10W（选件4）

4．4B路输出模块（选件5）

一、显示说明

①波形显示区

②主字符显示区

③测频/计数显示区

④其它为状态显示区

波形显示区

：

主波形/载波为正弦波形

：

主波形为方波、脉冲波

：

点频波形为三角波形

：

点频波形为升锯齿波形

Arb：

点频波形为存储波形或TTL波形

测频/计数功能模式指示区

Filter：

测频时处于低通状态。

ATT：

测频时处于衰减状态。

GATE：

测频计数时闸门开启。

状态指示区

Adrs：

不用。

Trig：

等待单次触发或外部触发。

FM：

调频功能模式。

AM：

调幅功能模式。

Sweep：

扫描功能模式。

Ext：

外信号输入状态

Freq：

（与Ext）测频功能模式。

Count：

（Ext）计数功能模式。

Ref：

（与Ext）外基准输入状态。

FSK：

频移功能模式。

◄FSK：

相移功能模式。

Burst：

猝发功能模式。

Offset：

输出信号直流偏移不为0。

Shift:

【shift】键按下。

Rmt：

仪器处于远程状态。

Z：

频率单位Hz的组成部分

二、前面板图

（F40前面板参考图）

键盘说明

数字输入键

键名

主功能

第二功能

键名

主功能

第二功能

输入数字0

无

输入数字7

进入点频

输入数字1

无

输入数字8

退出程控

输入数字2

无

输入数字9

进入系统

输入数字3

无

●

输入小数点

无

输入数字4

无

▬

输入负号

无

输入数字5

无

◄

闪烁数字左移*

选择脉冲波

输入数字6

无

►

闪烁数字右移**

选择TTL波

*：

输入数字未输入单位时：

按下此键，删除当前数字的最低位数字，可用来修改当前输错的数字。

*：

外计数时：

按下此键，计数停止，并显示当前计数值，再揿动一次，继续计数。

**：

外计数时：

按下此键，计数清零，重新开始计数。

功能键

键名

主功能

第二功能

计数第二功能

单位功能

频率/周期

频率选择

正弦波选择

无

幅度/脉宽

幅度选择

方波选择

无

键控

键控功能

三角波选择

无

菜单

菜单选择

升锯齿波选择

无

调频

调频功能选择

存储功能选择

衰减选择

ms/mVpp

调幅

调幅功能选择

调用功能选择

低通选择

MHz/Vrms

扫描

扫描功能选择

测频功能选择

测频/计数选择

KHz/mVrms

猝发

猝发功能选择

直流偏移选择

闸门选择

Hz/dBm

其它键

键名

主功能

其它

输出

信号输出与关闭切换

扫描功能和猝发功能的单次触发

Shift

和其它键一起实现第二功能

单位s/Vpp

按键功能：

前面板共有24个按键，按键按下后，会用响声“嘀”来提示。

大多数按键是多功能键。

每个按键的基本功能标在该按键上，实现某按键基本功能，只须按下该按键即可。

大多数按键有第二功能，第二功能用蓝色标在这些按键的上方，实现按键第二功能，只须先按下【shift】键再按下该按键即可。

少部分按键还可作单位键，单位标在这些按键的下方。

要实现按键的单位功能，只有先按下数字键，接着再按下该按键即可。

【shift】键：

基本功能作为其它键的第二功能复用键，按下该键后，“Shift”标志

亮，此时按其它键则实现第二功能；再按一次该键则该标志灭，此时按其它键则实现基本功能。

还用作“s/Vpp/N”单位。

分别表示时间的单位“s”、幅度的峰峰值单位“V”和其它不确定的单位。

【0】【1】【2】【3】【4】【5】【6】【7】【8】【9】【●】【-】键：

数据输入键。

其中【7】【8】【9】与【shift】键复合使用还具有第二功能。

【◄】【►】键：

基本功能是数字闪烁位左右移动键。

第二功能是选择“脉冲”波形和“任意”波形。

在计数功能下还作为“计数停止”和“计数清零”功能。

【频率/周期】键：

频率的选择键。

当前如果显示的是频率，再按下一次该键，则表示输入和显示改为周期。

第二功能是选择“正弦”波形。

【幅度/脉宽】键：

幅度的选择键。

如果当前显示的是幅度且当前波形为“脉冲”波，再按一次该键表示输入和显示改为脉冲波的脉宽。

第二功能是选择“方波”波形。

【键控】键：

FSK功能模式选择键。

当前如果是FSK功能模式，再按一次该键，则进入PSK功能模式；当前不是FSK功能模式，按一次该键，则进入FSK功能模式。

第二功能是选择“三角波”波形。

【菜单】键：

菜单键，进入FSK、PSK、调频、调幅、扫描、猝发和系统功能模式时，可通过【菜单】键选择各功能的不同选项，并改变相应选项的参数。

在点频时功能且当前处于幅度时可用【菜单】键进行峰峰值、有效值和dBm数值的转换。

第二功能是选择“升锯齿”波形。

【调频】键：

调频功能选择键，第二功能是储存选择键。

它还用作“ms/mVpp”单位，分别表示时间的单位“ms”、幅度的峰峰值单位“mV”。

在“测频”功能下作“衰减”选择键。

【调幅】键：

调幅功能模式选择键，第二功能是调用选择键。

它还用作“MHz/Vrms”单位，分别表示频率的单位“MHz”、幅度的有效值单位“V”。

在“测频”功能下作“低通”选择键。

【扫描】键：

扫描功能模式选择键，第二功能是测频计数功能选择键。

它还用作“kHz/mVrms”单位，分别表示频率的单位“kHz”、幅度的有效值单位“mV”。

在“测频计数器”功能下和【Shift】键一起作“计数”和“测频”功能选择键，当前如果是测频，则选择计数；当前如果是计数则选择测频。

【猝发】键：

猝发功能模式选择键，第二功能是直流偏移选择键。

它还用作“Hz/dBm/Φ”单位，分别表示频率的单位“Hz”、幅度的单位“dBm”。

在“测频”功能下作“闸门”选择键。

【输出】键：

信号输出控制键。

如果不希望信号输出，可按【输出】键禁止信号输出，此时输出信号指示灯灭；如果要求输出信号，则再按一次【输出】键即可，此时输出信号指示灯亮。

默认状态为输出信号，输出信号指示灯亮。

在“猝发”功能模式和“扫描”功能模式的单次触发时作“单次触发”键，此时输出信号指示灯亮。

不同功能模式时按【菜单】键出现不同菜单；具体如下：

扫描功能模式：

MODE—>STARTF—>STOPF—>TIME—>TRIG

MODE：

扫描模式，分为线性扫描和对数扫描

STARTF：

扫描起点频率

STOPF：

扫描终点频率

TIME：

扫描时间

TRIG：

扫描触发方式

调频功能模式：

FMDEVIA—>FMFREQ—>FMWAVE—>FMSOURCE

FMDEVIA：

调制频偏

FMFREQ：

调制信号的频率

FMWAVE：

调制信号的波形，共有5种波形可选

FMSOURCE：

调制信号是机内信号还是外输入信号

调幅功能模式：

AMLEVEL—>AMFREQ—>AMWAVE—>AMSOURCE

AMLEVEL：

调制深度

AMFREQ：

调制信号的频率

AMWAVE：

调制信号的波形，共有5种波形可选

AMSOURCE：

调制信号是机内信号还是外输入信号

猝发功能模式：

COUNT—>SPACET—>PHASE—>TRIG

COUNT：

周期个数

SPACET：

猝发间隔时间

PHASE：

正弦波为猝发起点相位，方波为高低电平

TRIG：

猝发的触发方式

FSK功能模式：

F1—>F2—>SPACET—>TRIG

F1：

FSK第一个频率

F2：

FSK第二个频率

SPACET：

FSK间隔时间

TRIG：

FSK触发方式

PSK功能模式：

P1—>P2—>SPACET—>TRIG

P1：

信号第一相位

P2：

信号第二相位

SPACET：

PSK间隔时间

TRIG：

PSK触发方式

系统功能模式：

POWERON：

开机状态

OUTZ：

输出阻抗

ADDRESS：

GP-IB接口地址

INTERFACE：

接口选择

BAUD：

RS232接口通讯速率

PARITY：

RS232接口通讯数据位数和校验

STOREOPEN:

存储功能开或关

调节旋钮和【◄】【►】键一起改变当前闪烁显示的数字

三、后面板图

（F40后面板参考图）

一、测试前的准备工作

先仔细检查电源电压是否符合本仪器的电压工作范围，确认无误后方可将电源线插入本仪器后面板的电源插座内。

仔细检查测试系统电源情况，保证系统间接地良好，仪器外壳和所有的外露金属均已接地。

在与其它仪器相联时，各仪器间应无电位差。

二、函数信号输出使用说明

1、仪器启动：

按下面板上的电源按钮，电源接通。

先闪烁显示“WELCOME”2秒，再闪烁显示仪器型号例如“F05A-DDS”1秒。

之后根据系统功能中开机状态设置，进入“点频”功能状态，波形显示区显示当前波形“~”，频率为10.00000000KHz；或者进入上次关机前的状态。

2、数据输入：

数据输入有两种方式：

2.1数据键输入：

十个数字键用来向显示区写入数据。

写入方式为自左到右顺序写入，【●】用来输入小数点，如果数据区中已经有小数点，按此键不起作用。

【-】用来输入负号，如果数据区中已经有负号，再按此键则取消负号。

使用数据键只是把数据写入显示区，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，然后重新写入。

对仪器输出信号没有影响。

等到确认输入数据完全正确之后，按一次单位键，这时数据开始生效，仪器将根据显示区数据输出信号。

数据的输入可以使用小数点和单位键任意搭配，仪器将会按照统一的形式将数据显示出来。

注意：

用数字键输入数据必须输入单位，否则输入数值不起作用。

2.2调节旋钮输入：

调节旋钮可以对信号进行连续调节。

按位移键【◄】【►】使当前闪烁的数字左移或右移，这时顺时针转动旋钮，可使正在闪烁的数字连续加一，并能向高位进位。

逆时针转动旋钮，可使正在闪烁的数字连续减一，并能向高位借位。

使用旋钮输入数据时，数字改变后立即生效，不用再按单位键。

闪烁的数字向左移动，可以对数据进行粗调，向右移动则可以进行细调。

当不须要使用旋钮时，可以用位移键【◄】【►】使闪烁的数字消失，旋钮的转动就不再有效。

3、功能选择：

仪器开机后为“点频”功能模式，输出单一频率的波形，按“调频”、“调幅”、“扫描”、“猝发”、“点频”、“FSK”和“PSK”可以分别实现7种功能模式。

4、点频功能模式。

点频功能模式指的是输出一些基本波形。

如正弦波、方波、三角波、升锯齿波、降锯齿波、脉冲波、TTL波等多种波形。

对大多数波形可以设定频率、幅度和直流偏移。

在其它功能时，可先按下【shift】再按下【点频】键来进入点频功能。

从点频转到其它功能，点频设置的参数就作为载波的参数；同样，在其它功能中设置载波的参数，转到点频后就作为点频的参数。

（例如，从点频转到调频，则点频中设置的参数就作为调频中载波的参数；从调频转到点频，则调频中设置的载波参数就作为点频中的参数）。

除点频功能模式外的其它功能模式中基本信号或载波的波形只能选择正弦波。

4.1频率设定：

按【频率】键，显示出当前频率值。

可用数据键或调节旋钮输入频率值，这时仪器输出端口即有该频率的信号输出。

点频频率设置范围为1μHz~20MHz（SPF20A）。

例：

设定频率值5.8kHz，按键顺序如下：

【频率】【5】【●】【8】【kHz】，（可以用调节旋钮输入）

或者：

【频率】【5】【8】【0】【0】【Hz】，（可以用调节旋钮输入）

显示区都显示5.8000000kHz。

4.2周期设定：

信号的频率也可以用周期值的形式进行显示和输入。

如果当前显示为频率，再按【频率/周期】键，显示出当前周期值，可用数据键或调节旋钮输入周期值。

例：

设定周期值10ms，按键顺序如下：

【周期】【1】【0】【ms】（可以用调节旋钮输入）

如果当前显示为周期，再按【频率/周期】键，可以显示出当前频率值；如果当前显示的既不是频率也不是周期，按【频率/周期】键，显示出当前点频频率值。

4.3幅度设定：

按【幅度】键，显示出当前幅度值。

可用数据键或调节旋钮输入幅度值，这时仪器输出端口即有该幅度的信号输出。

例如：

设定幅度值峰峰值4.6V，按键顺序如下：

【幅度】【4】【●】【6】【Vpp】（可以用调节旋钮输入）

对于“正弦”、“方波”、“三角”、“升锯齿”和“降锯齿”波形，幅度值的输入和显示有三种格式：

峰峰值Vp-p、有效值Vrms和dBm值，可以用不同的单位区分输入。

对于其它波形只能输入和显示峰峰值Vp-p或直流数值（直流数值也用单位Vpp和mVpp输入）。

4.4直流偏移设定：

按【shift】后再按【偏移】键，显示出当前直流偏移值，如果当前输出波形直流偏移不为0，此时状态显示区显示直流偏移标志“Offset”。

可用数据键或调节旋钮输入直流偏移值，这时仪器输出端口即有该直流偏移的信号输出。

例如：

设定直流偏移值-1.6V，按键顺序如下：

【shift】【偏移】【-】【1】【●】【6】【Vpp】（可以用调节旋钮输入）

或者：

【shift】【偏移】【1】【●】【6】【-】【Vpp】（可以用调节旋钮输入）

4.4.1零点调整：

对输出信号进行零点调整时，使用调节旋钮调整直流偏移要比使用数据键方便，直流偏移在经过零点时正负号能够自动变化。

幅度和直流的输入范围满足公式：

为|Voffset|+Vpp/2≤Vmax。

其中Vpp为幅度的峰峰值，|Voffset|为直流偏移的绝对值，Vmax高阻时为10V，50欧姆负载时为5V。

下面是高阻时幅度峰峰值和直流偏移绝对值的取值对应关系（适用方波以外的其它波形）：

交流信号峰峰值

直流偏移绝对值

2.001V~20.00V

加峰峰值的一半不大于10V

633.0mV~2.000V

0~2.000V

201.0mV~632.9mV

0~632.9mV

63.00mV~200.9mV

0~200.9mV

2.000mV~62.99mV

0~62.99mV

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