Дешевый генератор сигналов произвольной формы FeelTech / KKMOON / FeelElec FY6900 60MHz и его бесполезная доработка

Сегодня посмотрим на генератор сигналов произвольной формы, который выпускается под несколькими брендами, с приличными параметрами — два канала, 60 МГц, 250 Мвыборок/c, возможность управления с ПК.


Некоторое время назад я уговорил себя, что у меня будет выделенное место в доме под «хоббийную электронную лабораторию» для всяких DIY штучек для умного дома. Места у меня пока нет, но уже можно потихоньку присматривать оборудование. Изначально на место генератора метил Rigol DG811, которому можно объяснить что теперь он DG992, но примерно за 2 недели до 11.11 у Джека Ма случился приступ щедрости и я решил рискнуть. В первую очередь мне он нужен для простых схем и нескольких обзоров на осциллограф и мультиметры. Генератор я купил «за свои», мне не присылали его для обзора.
Электронщик я не настоящий, может мне хватит и генератора в 10 раз дешевле (оригинальный DG992 стоит порядка тысячи долларов)?

Параметры

Производитель заявляет следующие важные параметры, для модели 60МГц:

Максимальная частота:

• Синусоида: до 60 МHz
• Меандр: 25 МHz
• Треугольник и остальные формы: 10 МHz

Минимальная ширина импульса: 20 ns
Разрешение установки частоты: 1 μHz
Точность: ±20ppm
Стабильность: ±1ppm/ 3 часа

Формы сигналов: синус, прямоугольник, импульс, пила, белый шум, CMOS, TTL, DC, Half wave, Full wave, Positive Step, Inverse Step, Positive Exponent, Inverse Exponent, Lorenz Pulse, Multitone, ECG, Trapezoidal Pulse, Sinc Pulse, Narrow Pulse, Gauss White Noise, AM, FM. Плюс 64 формы можно задать с ПК
Разрешение пользовательских сигналов: 8192 точек
Частота выборки: 250MSa/s
Вертикальное разрешение: 14 bits
Амплитуда:

• Частота ≤5MHz: 1mVpp~24Vpp;
• 5MHz< Частота ≤10MHz: 1mVpp~20Vpp;
• 10MHz< Частота ≤20MHz: 1mVpp~10Vpp;
• Частота >20MHz: 1mVpp~5Vpp;

Сдвиг:

• Частота ≤20MHz: ±12V
• Частота >20MHz: ±2.5V;

Можно синхронизировать два и более генератора.
Выходной импеданс: 50 Ω ± 10%
Комплектация: кабель USB, кабель питания, кабель BNC — BNC разъёмом, пара кабелей с BNC разъёмом и «крокодилами».

Внешний вид

Генератор приходит в подозрительно легкой упаковке из картона снабженного наклейкой с номером модели.

Передняя панель.

1. Экранчик 2.4", 320х240, видимость нормальная, но мелковат.
2. Функциональные кнопки, назначение зависит от выбранного режима\сигнала.
3. Режимы.

• Wave — переключает в режим генератора, нажатие меняет форму сигнала на следующую.
• Mod — модуляция\манипуляция.
• Sweep — ГКЧ.
• Counter — режим счетчика\частотомера, при выборе генератор продолжает работать.
• VCO — режим управление внешним напряжением.
• Sys — системные настройки

4. Кнопки переключения разряда.
5. Энкодер установки текущего значения.
6. Кнопка включения — во включенном состоянии светится красным.
7, 9. BNC выходы.
8. Кнопки каналов; кнопка ОК хитрая — переключает единицы частоты (Гц — кГц — Мгц), сохраняет статус.
10. Вход частотомера\счетчика.

Задняя панель.

Сзади все не менее интересно.
1. 4 BNC разъёма:
SYNC IN/ SYNC OUT — для синхронизации нескольких генераторов (только установки, не опорная частота).
VCO IN — внешние управление с помощью уровня напряжения (не более 5В).
Trig/FSK/ASK/PSK IN — управление модуляцией\манипуляцией (не более 20В).
2. Гребенка TTL:
первые две пары дергаются с частотой первого канала, но вторая в обратной фазе.
вторые две пары работают так же, но для второго канала.
3. USB B
4. Стандартный IEC разъем питания, с интегрированным выключателем.
Есть посадочное место под вентилятор, но сам вентилятор отсутствует.


Кабели посредственного качества.

Разборка

Забавно, что инструкция по разборке лежит в архиве с драйверами, инструкцией и софтом, кто бы мне это раньше сказал?

Под наклейкой единственный винт, ковырялкой снимем защелки.

Места еще прилично, что там у нас с БП?

+\- 12В для питания выходных каскадов, +5В для логики.
Взглянем на основную плату.

Судя по более ранним обзорам, ранее на FPGA чипе было написано что он — Altera Cyclone IV (в чем я лично сомневаюсь).
Слева от FPGA, чип памяти, кварцевый генератор на 10МГц., чуть выше IO микросхема для выходов TTL(что-то своё, китайское, HC245 WE64601 TXD852E), двухканальный усилитель 4558D, ниже CH340 USB-TTL со своим кварцем и регуляторы питания.

На правой части платы расположилась аналоговая часть. Видны два полностью симметричных тракта.

Пара из неизвестной 28 ногой микросхемы(вероятно R2R 14 бит) и 12 битного двухканального ЦАПа (MCP4822, один канал отвечает за амплитуду, еще один за смещение) образуют ЦАП.
Второй выход MCP4822 уходит на сдвоенный ОУ NJM4556AD, которая и отвечает за сдвиг.
За R2R следует ОУ AD8009 (1ГГц), с двумя подстроечными резисторами, выход которого через 49.9Ом резистор уходит на реле.
В зависимости от текущей амплитуды релюшка подключает выходной усилитель «3002I 3VT VPM3» (тоже что-то своё)

Чуть выше были упомянуты три подстроечных резистора, которые наверняка отвечают за какую-то калибровку, так как программных опций для калибровки у нас нет, выясним что за что отвечает.

Самый левый управляет смещением относительно ноля на выходе первого ОУ.
Средний отвечает за амплитуду\коэффициент усиления.
Самый правый будет задавать сдвиг относительно ноля на выходе.
Раз уж разобрали, то давайте выясним, насколько сильно греются чипы под радиатором, и не зря ли пожалели термопасты. Подключим пару 50Ом терминаторов, выставим амплитуду 24В, сдвиги +\- 12В, закроем крышку и подождем 15 минут.


Жарковато, попробуем по-быстрому скинуть радиатор, посмотреть что там под ним.

Без радиатора совсем плохо, резисторы тоже греются. Можно сказать, термопаста, вентилятор, а может и радиатор побольше тут не помешают.

Работа

Включение происходит быстро.

Wave

Режим генератора.
Повторное нажатие на кнопку переключает на следующую форму.
Подключим самый быстрый осциллограф, который у меня есть на данный момент, чтобы проверить фронты меандра, возьмем приличный коаксиальный кабель. Ранее нам сообщили что выходной импеданс 50 Ом, используем кабель RG58 с волновым сопротивлением 50Ом, 6дБ аттенюатор.

Синус, 60МГц, 8бит осциллографом не видно никаких r2r ступенек или артефактов.

Меандр. Ранее нам объявили про ограничения амплитуды в зависимости от частоты, связано это с тем, что второй ОУ (неизвестной модели и происхождения) имеет более узкую полосу пропускания.
Вот 10MHz с амплитудой 4В.

Добавим пару вольт, слышен клик реле, получаем сильно заваленные фронты.

В принципе если использовать амплитуду ниже 5В, вполне приличные 25 Mhz.

Генератор позволяет выставить частоту выше 25MHz, с определенной натяжкой можно использовать до 32MHz, джиттер становится уже совсем неприличным.

Так же нас призывали не превышать частот для треугольников и пользовательских сигналов. 10MHz.

Ну все не так уж и плохо, до 25MHz там все еще угадывается треугольник.


Просто на всякий случай проверим точность установки напряжения, DC 1v, 6v, 12v.

Mod

Можно подключить в качестве источника внешний сигнал или использовать второй канал.

Амплитудная модуляция, от внешнего источника.

Как использовать второй канал я сначала не понял, оказалось, что выход второго канала должен быть включен кнопкой (при этом нас выбрасывает обратно в Wave). Частотная модуляция.

Sweep

Sweep тоже доступен только на одном канале.

Можно менять частоту, амплитуду, сдвиг, заполнение.

VCO

Вход довольно чувствительный — реагирует на шумы DPS3005, подключим внешний генератор с треугольным сигналом.

Counter

Счетчик\частотомер, так как тактуется он от того же кварца, что и сам генератор, было бы логично ожидать, что при подключении от своего же канала 1 МГц мы получим все тот же 1МГц. Из генераторов, которым можно доверять, у меня под рукой только Hantek 2D42. Эталонным частотомером выступит аппаратный частотомер Rigol ds1054z.

15 ppm, могло бы быть и хуже. Немного смущает надпись про максимальное напряжение 5В, так как рядом с разъемом нам пишут <20 V RMS.

Sys

тут довольно пусто.

Единственная интересная опция — Sync, если перейти в синк и нажать «ОК» то мы синхронизируем оба канала.

Работа с ПК.

На сайте производителя можно скачать архив со всякой всячиной, в том числе и с описанием протокола, он довольно простой — можно легко добавить поддержку в labview или похожие системы.
Само приложение, скажем так, спартанское.

Подключил счетчик, внешний сигнал 1MHz, несмотря на всю неказистость, скорость обновления довольно приличная (я не вижу тормозов\задержек).
Но мы здесь не за этим, перейдем на вкладку создание своих сигналов.

Нарисовать свой сигнал и загрузить его в прибор не так-то просто, нужно выполнить магическую последовательность нажатия нижних кнопок, чтобы программа сначала дала нарисовать форму, а потом загрузить в прибор.
Есть конструктор.

В процессе использования программы, загрузок туда\сюда различных настроек, после перезагрузки вместо синусоиды генератор на обоих каналах стал выдавать сигнал необъяснимой формы.

Сначала я подумал, что мне удалось каким-то образом переписать сигнал, пока искал какие есть опции для восстановления заводских настроек, в программе обнаружился подозрительный пункт.

При его выборе ничего не происходит, но если перезагрузить генератор, то синусоида появится как ни в чем не бывало.
Кроме того, программка предлагает обновиться на более новую версию, но не может ее скачать, на сайте этой версии тоже нет, на форумах пишут, что можно ее выпросить у продавца, ну такое.
Заодно проверим как там поживает наша форма.
На 5MHz приемлемо, дальше ничего хорошего.

Доработка

В интернете огромное количество видео доработки БП этого генератора и причин на то две:
1. Заземление сделано «чтобы было».
2. Он шумит

Места в корпусе много, уже есть посадочное место под вентилятор, почему бы не собрать полностью линейный блок? Бонусом. тяжесть трансформаторов добавит веса корпусу.


Доработки выходных каскадов требуют много усилий, а генератор от этого лучше не становится.

Вентилятор будет не лишним, на плате есть площадки под «FAN», на них +5В, включение\выключение кнопкой на морде никак не влияет на состояние, т.е. все время что есть питание на БП — есть оно и на вентиляторе. Я взял gelid silent 4, его не слышно от +5В. Так как заборные отверстия расположены далековато от радиатора выходных ОУ особого эффекта он не дал, порядка 7-10градусов на чипе (а может это эффект от MX-4).

Выводы

«Не Ригол». Конечно нет, никто и не думал, что случится чудо и мы получим функционал устройства за 1000+ долларов в китайской коробке за 85.
Генератор откровенно разочаровал, прошивка жутко сырая, интерфейс полон странностей, ПО и поддержка производителя хромают, качество компонентов и схемотехнические решения вызывают вопросы. Благодаря купону он мне достался дешевле, но сейчас мне кажется стоило купить 6600, или добавить немного и купить UTG962.

Сейчас, я решил с покупкой «настоящего» генератора подождать до момента пока возможностей этого перестанет хватать.

В качестве альтернативы так же можно рассмотреть следующие варианты.
FeelTech FY2300 Бюджетный 2х канальный генератор сигналов.
mysku.club/blog/ebay/34946.html

RUIDENG JDS6600.
mysku.club/blog/china-stores/64860.html
mysku.club/blog/china-stores/62528.html

UNI-T UTG962.
mysku.club/blog/aliexpress/78403.html

Обзоры на более серьезные генераторы
siglent sdg 1005 mysku.club/blog/aliexpress/49715.html
SIGLENT SDG2042X mysku.club/blog/aliexpress/49686.html