В данном обзоре будет рассмотрен DDS-генератор GK101 выпускаемый Китайской компанией Gingko и свободно продающийся на AliExpress (ссылка на лоты) и других интернет-площадках. Приобретался этот генератор в марте 2015 года за 94$. Текущая средняя стоимость составляет в районе 100$.
Данный генератор также выпускается под названием IDSG101 от компании ITead. Является полным аналогом.
Прямой цифровой синтез DDS (Direct Digital Synthesizer) - метод, при котором выходной сигнал синтезируется цифровыми методами.
Технические характеристики GK101:
- Максимальная частота: 10 МГц (в зависимости от формы сигнала)
- Частота дискретизации: 80 Мвыб/сек
- Разрешение по вертикали: 14 бит
- Каналов: 1
- 3" цветной сенсорный (резистивный) LCD дисплей разрешением 240*400 точек, 65536 цветов.
- Стандартные формы сигналов: 15 шт. включая синус, меандр, пилообразный, треугольный, шумовой и др.
- Возможность создания сигналов произвольной формы с количеством точек до 32768
- Встроенная память 128 МБайт
- Выходное сопротивление: 50 Ом
- Синхросигнал: 4.8В...5.2В, TTL уровни
- Питание: 4.75...5.25В DC, <400 мА
- Размеры: 116х76х26мм
- Вес: 180 г
Частотные характеристики:
- Синусоида: 1мГц ...10МГц
- Прямоугольник: 1мГц ...10МГц (симметричный), 1мГц ...1МГц (несимметричный с настройкой коэф. заполнения)
- Треугольник: 1мГц ...1МГц (настройка симметричности)
- Остальные стандартные: 1мГц ...1 МГц
- Сигналы произвольной формы: 1 мГц ...2МГц
- Разрешение: 1 мГц
- Точность 50 ppm
Амплитудные характеристики:
- Диапазон амплитуды выходного сигнала: 10мВпп...10Впп
- Разрешение: 12 бит
- Диапазон смещения: ± 5 Вольт
Фотографии коробки и содержимого:
Инструкция на английском языке. Но меню достаточно простое и все интуитивно понятно. Я быстро разобрался и без инструкции.
С одной стороны GK101 находятся 2 разъема синхронизации и выход сигнала. А с другой стороны microUSB и интерфейс расширения (UART, вход/выход триггера).
Подключим генератор к осциллографу Hantek DSO5102B (100 МГц) и сделаем замеры различных форм сигналов с разной частотой, амплитудой, смещением и т.д.
Синусоидальный сигнал
Синусоидальный сигнал 1кГц, 5В
Синусоидальный сигнал 150Гц, 2В, смещение +2В
Синусоидальный сигнал 1.888МГц, 4.66В, смещение -1В
Синусоидальный сигнал 10МГц, 5В
Прямоугольный сигнал
Генератор GK101 позволяет генерировать симметричный до 10 МГц и несимметричный прямоугольный сигнал до 1 МГц с настраиваемым коэффициентом заполнения DUTY (вкладка Duty_CYC).
Симметричный прямоугольный сигнал 18кГц, 2В
Как видим, на сигнале наблюдаются выбросы. Рассмотрим более детально:
Выброс на симметричном прямоугольном сигнале 10кГц, 5В.
Как видно из скриншота выше, амплитуда "иглы" относительно сигнала размахом 5В составляет около 1В. Наблюдается также на пилообразном, треугольном и некоторых других сигналах.
Несимметричный прямоугольный сигнал 777кГц, 4В, смещение -1В, коэффициент заполнения 85%
Симметричный прямоугольный сигнал 2МГц, 4.5В, смещение -1.5В
Симметричный прямоугольный сигнал 5МГц, 7В
Симметричный прямоугольный сигнал 9.8МГц, 5.5В, смещение -2В
Треугольный сигнал
Максимальная частота генерации треугольного сигнала составляет 1 МГц. Причем можно настраивать симметрию (параметр SYMM, вкладка Symmetry), что позволяет получить пилообразный сигнал.
Симметричный треугольный сигнал 100кГц, 10В
Несимметричный треугольный сигнал 100кГц, 10В, симметричность 22%
Остальные сигналы
Для всех остальных сигналов максимальная частота генерации составляет 1 МГц
Пилообразный сигнал 808кГц, 8В
Пилообразный сигнал (обратный) 400кГц, 5В
Синкус (кардинальный синус) 1 МГц, 7В
Шум, 100 кГц, 5В
Возрастание по экспоненциальному закону 600 кГц, 5В
Убывание по экспоненциальному закону 5.010 кГц, 5В
Синусоида 2 полуволны (положительная), 333 кГц, 1В
Синусоида 2 полуволны (отрицательная), 10 кГц, 4.5В
Синусоида положительная полуволна, 50 Гц, 5В
Синусоида отрицательная полуволна, 500 кГц, 5В
Функция Гаусса, 1 МГц, 8В
Режим генерации произвольных форм сигнала (Arbitrary)
В данном режиме вы можете генерировать произвольные формы с количеством точек до 32768. Более подробно о способах создания форм, их загрузке в прибор мы поговорим во второй части статьи.
Режим генерации пачки импульсов (Burst)
В данном режиме можно формировать пачки импульсов. Форма и параметры сигнала задаются в вкладке Function.
Cycle - задается длительность одного цикла
Number - кол-во импульсов в одной пачке
Поддерживается автоматическое формирование пачки и ручное, а также по триггеру. Более наглядно можно посмотреть в видео.
Генератор качающейся частоты (Sweep)
В данном режиме выходной сигнал формируется с изменяющейся по времени частотой. При этом, доступно два подрежима:
Linear - частота изменяется линейно
LOG - частота изменяется логарифмически
Параметром Start задается начальная частота, Stop - конечная, а Time - время в течении которого изменяется частота.
Утилиты (Utility)
Вкладка утилит содержит различную системную информацию и настройки.
About - здесь содержится версия прошивки и информация параметров питания (Power Monitor)
Display - настройки цветов (Theme) и яркости LCD экрана (Brightness).
input - способ задания параметров сигнала: при помощи цифр или стрелочками.
Настройки интерфейса расширения
Калибровка - установка нуля
Калибровка - установка смещения
Банки памяти для сохранения параметров сигнала
Store - сохранить
Recall - прочитать
Clear - очистить
Внутренности генератора
В генераторе используется ПЛИС Altera MAX II EPM240T100C5N (PDF)
В качестве ЦАП применен чип фирмы Texas Instruments DAC904E (PDF) - 14 бит, 20 МГц
Контроллером выступает STM32-микроконтроллер STM32F103 работающий на частоте 80 МГц.
С другой стороны платы установлена микросхема RAM памяти IS61WV6416BLL (PDF)
Выводы
За свою цену GK101 - на мой взгляд довольно таки неплохой прибор. По крайней мере, в районе 100$ я не нашел достойных конкурентов. Более того, по некоторым параметрам он обходит даже стационарные DDS-генераторы стоимость по 150-200$.
Во второй части статьи и видео мы рассмотрим процесс обновления прошивки, а также создание произвольных форм сигнала: необходимый софт, ссылки, процесс создания, загрузка и генерирование форм.
Если вам необходимо протестировать какие-либо формы и параметры сигналов - то пишите параметры, постараюсь протестировать и прикрепить фотографии.
В архиве ниже - отсканированный мною мануал, который шел с генератором.
Прикрепленные файлы:
- Manual GK101.pdf (716 Кб)
Опубликована:
Изменена: 04.06.2015
Вознаградить
Комментарии (15)
|
Я собрал (0) |
Подписаться
Для добавления Вашей сборки необходима регистрация
Стоит сразу на выходе ЦАП и на операционном усилителе, но в обвязке стоят судя по всему детали не повышенной точности, и АЧХ соответственно как бог пошлет. Да и порядок фильтра не высокий.
Интересно другое судя по даташиту ЦАП тянет намного больше 100МГц, почему ограничились 80МГц? И можно ли будет заменой прошивки увеличить частоту.
В общем и целом обзор правдив, но некоторые вещи не заметны на цифровом осциллографе.
Прикреплю свои изображения с аналогового.
Игрушка интересная, но реально возможно использовать на частотах до 100-200 кГц при использовании качественного внешнего ФНЧ.
Форма сигналов существенно искажается уже на 1 МГц, дальнейшее повышение реализовано только для рекламных целей. Дрожание фронтов очень заметно, иногда с трудом удаётся синхронизировать осциллограф. Много "цифрового" шума на сигнале, опять же ФНЧ обязателен. Белый шум реализован сменой нескольких 1-секундных семплов.
Капризен к источнику питания в плане чистоты сигнала.
Решайте сами.
Каким смотрели? Полоса, импеданс, кабель входной стандартный из его к-та? На аналогичных замерах от других источников такое не наблюдается? Вы уверены в своем осциллографе?
Смотрю пилу и вижу выброс. Это работа от индуктивной составляющей в цепи, далее - быстро затухающий колебательный процесс ....
В генераторе все минимизировано, длинных проводов и индуктивностей нет. Остается, возможно
реакция фильтра реализованного с гиратором...
Но тогда, это было бы видно на осциллограммах автора статьи. Там их нет. Похоже, что выбросы дает ваше оборудование. Посмотрите осциллограммы на этих частотах через резистор 47кОм, включенный последовательно на вход вашего осциллографического щупа.
Так. что прежде, чем выкладывать - сомневайтесь, анализируйте критически свои результаты и не вводите людей в смутное сомнение.
Сейчас посмотрел картинку с меандром. Там видны фрагменты передней панели с надписями.
сдается мне, что ваш аналоговый осциллограф. Это Н313 Краснодарского завода измерительных приборов. выпущен для радиолюбителей и тогда все становится ясно!
Ваши выводы вообще нельзя принимать к рассмотрению! Они в корне неверны и вводят людей в заблуждение!
Что касается вопроса устойчивости синхронизации. то замечу следующее. У вашего осциллографа генератор развертки реализован на туннельном диоде и никогда не работал устойчиво фиксируя изображение на экране. Так что не пеняйте на зеркало...
Советую вам следующий раз не торопиться, а критически подходить к полученным результатам. Т.к. известно, что только недалекий человек (мягко говоря) никогда не сомневается в полученных результатах!
Думаю, что осциллограф С1-93, с экрана которого сделаны эти снимки, добавит больше уверенности в их достоверности. Естественно, что все входные цепи согласованы.
По поводу сихронизации: Вообще мало чем можно сбить на редкость устойчивую сихронизацию исправного экземпляра данной модели осциллографа.
В данном случае именно частыми ВЧ "тычками" на сигнале была вызвана её неустойчивость. К сожалению, нет возможности отобразить их на фото в виду их малой протяжённости и, как следствие, яркости. Такой вполне себе "волосатый" сигнал.
Колебательные всплески и частотные завалы в моём случае могу отнести только к непродуманной или же сознательно упрощённой схемой реализации выходных цепей GK-101.
Мерянье составом личной измерительной лаборатории предлагаю на этом завершить и оставить осознанный выбор о покупке этого девайса за читателями.
[Автор]