HS5低失真USB總線任意波形發(fā)生器
采用CDS技術(shù),精度比傳統(tǒng)的DDS技術(shù)優(yōu)良N多倍!!
HS5是一款USB連接電腦的40MHz輸出,低失真率函數(shù)信號發(fā)生器,內(nèi)置的任意波形發(fā)生器使用先進的CDS信號合成技術(shù),使產(chǎn)生的信號保真度在同類產(chǎn)品是最好的,生成真實形態(tài)的信號。在100khz信號頻率下,雜波失真低至-85db,振幅譜非常平坦,上升時間為8ns,HS5低失真函數(shù)發(fā)生器,產(chǎn)生接近完美的信號。HS5函數(shù)發(fā)生器發(fā)出的正弦波具有極低的雜波。
下圖: HS5函數(shù)發(fā)生器正弦波,雜波極低。 
結(jié)合24vpp的輸出電壓、240Ms/s的14位分辨率和64MB的波形緩沖區(qū),使 HS5任意波形發(fā)生器成為真正的高質(zhì)量低失真函數(shù)信號發(fā)生器。提供正弦波、方波、三角波、脈沖、直流和噪聲等標準信號形狀。當需要自定義信號形狀時,可以在6400萬個樣本的大內(nèi)存中創(chuàng)建,也可以從其它示波器加載先前測量的信號。
WS5/HS5獨有的恒定數(shù)據(jù)大小(CDS)技術(shù)能夠生成具有極低抖動和高保真度的真實形態(tài)(逐點)任意波形。CDS比它的先前,即眾所周知的DDS技術(shù)有許多優(yōu)點。CDS技術(shù)在WS5和HS5任意波形發(fā)生器上體現(xiàn),用DDS技術(shù)的價格,實現(xiàn)了非常靈活和無與倫比的性能。下面就CDS與DDS比較優(yōu)略進行說明。CDS技術(shù)框圖: 
CDS技術(shù)的原理是在內(nèi)部使用一個低抖動溫度補償時鐘,能夠合成任何頻率,將數(shù)據(jù)從波形存儲器線性驅(qū)動到產(chǎn)生模擬信號的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。由于沒有內(nèi)存值被跳過或重復(fù),并且每個值在相同的時間內(nèi)被輸出,所以結(jié)果是一個最佳的真實波形逐點任意波形。TiePie CD與DDS相比的優(yōu)勢WS5和HS5任意波形發(fā)生器中所采用的CDS技術(shù)優(yōu)于近幾十年來傳統(tǒng)的直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)。DDS在產(chǎn)生低頻信號時存在抖動大、總諧波失真大等缺點。CDS消除了這些缺點,使工程師用上高精度和以前無法負擔價格的任意波形發(fā)生器。老的DDS任意波形發(fā)生器能隨機丟失峰值,而CDS函數(shù)生成器始終生成所有峰值。
上圖為了說明DDS和CDS之間的區(qū)別,顯示了由DDS函數(shù)發(fā)生器和CDS函數(shù)發(fā)生器發(fā)生的相同頻率的任意波形。任意信號由5個峰值疊加的正弦波周期組成。看到DDS函數(shù)發(fā)生器(綠線)隨機錯過峰值,而革命性的CDS函數(shù)發(fā)生器(藍線)一致性的生成所有峰值,因為CDS技術(shù)使用波形存儲器中的每個點。這表明,為了正確地生成信號的真實形態(tài),每個工程師都必須使用CDS函數(shù)發(fā)生器。這樣可以觀察到DDS與CDS的尖峰幅度差異是不同的。這原因是CDS函數(shù)發(fā)生器的帶寬比DDS函數(shù)發(fā)生器的帶寬要高得多。
下表:配備CDS技術(shù)的型號 WS5/ HS5任意波形發(fā)生器的優(yōu)缺點比較。
型號WS5和型號 HS5 CDS技術(shù)除共享DDS的所有性能優(yōu)勢外,同時增加了以下顯著優(yōu)勢:方波和脈沖波形的抖動較小三角波再現(xiàn)更精確,頻率更高由于存儲器是逐點讀取的,所以任意波形的再現(xiàn)更為精確信號的長度從8點到6400萬點不等
分割和排序是可能的。
HS3 20 MHz DDS波形 與 30 MHz WS5-530/HS-530 CDS改進波形 |
總的諧波失真 | >0.2% | 0.04% | 優(yōu)于5倍以上 |
抖動 | 500 ps | 20 ps | 好上25倍 |
信號頻率范圍 | 200 kHz | 30 MHz | 好上 150倍以上 |
內(nèi)存大小 | 128 K | 64 M | 大上512倍 |
上升時間 | 20ns | 8ns | 好上2.5倍 |
由于型號WS5和型號HS5配備了CDS技術(shù),使用波形存儲器中的每一個點,并且不跳過或重復(fù)任何點,因此可以更準確地再現(xiàn)任意波形。這將導(dǎo)致極低的總諧波失真(THD),如下圖所示,它顯示的是發(fā)生一個50 kHz正弦波的頻譜。

上圖CDS發(fā)生器提供了同類中最低的諧波失真THD。50 kHz 0 dB正弦表示-90 dB二次諧波和-88 dB三次諧波。結(jié)論:CDS技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)的DDS技術(shù),后者DDS技術(shù)在抖動和失真方面存在嚴重的缺陷。而革命性的WS5/HS5所使用的CDS技術(shù)保持了DDS的所有性能優(yōu)勢,同時消除其缺點。波形存儲器中的每個點都被使用,并且只使用一次,并產(chǎn)生一個真實的波形,這意味著波形被以更高的保真度再現(xiàn)。抖動和失真顯著降低。CDS作為一種創(chuàng)新的先進技術(shù),為函數(shù)/任意波形發(fā)生器行業(yè)提供了一個新的高度。 選型號:
型號 | 最大采樣/流盤速率 | 最大AWG頻率 | 最大記錄長度 帶寬 價格 |
HS5-540XM | 500MS/s 20MS/s | 40MHz | 64MB 250MHz 19800元 |
HS5-530XM | 500MS/s 20MS/s | 30MHz | 64MB 250MHz 16800元 |
HS5-220XM | 200MS/s 10MS/s | 20MHz | 64MB 100MHz 14800元 |
HS5-110XM | 100MS/s 5MS/s | 10MHz | 64MB 50MHz 12800元 |
HS5-55XM | 50MS/s 2MS/s | 5MHz | 64MB 20MHz 10800元 |
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