Funktionsgenerator kaufen: DDS, Bausatz oder Fertiggerät

Wer einen Audioverstärker, einen Filter oder einen Mikrocontroller-Eingang prüfen will, braucht ein sauberes Testsignal. Der Funktionsgenerator liefert es. Für Bastler mit PC am Arbeitsplatz halten wir den ELV Bausatz DDS 130 für einen guten Einstieg: 30 MHz Sinus, Feinschritte von 0,25 Hz, Wobbeln und Modulation, gesteuert über USB. Wer ein Gerät mit eigenem Bildschirm und mehr Ausgangsspannung braucht, greift zum Fertiggerät von Siglent oder Rigol.

Vier Zahlen, auf die es ankommt

Fast alle heutigen Geräte arbeiten nach dem DDS-Prinzip (direkte digitale Synthese). Ein Chip rechnet die Kurve aus, ein Digital-Analog-Wandler gibt sie aus, ein Filter glättet die Stufen. Daraus folgen die wichtigen Eckdaten.

Die Frequenz gilt meist nur für Sinus. Beim DDS 130 reicht der Sinus bis 30 MHz, das Rechteck bis 25 MHz, das Dreieck nur bis 1 MHz. Die Ausgangsspannung wird oft übersehen: Ein Generator mit 1 Volt Spitze-Spitze genügt für Audio-Eingänge, nicht aber, um eine 5-Volt-Logik sicher zu schalten. Die Kanalzahl zählt, sobald Sie zwei Signale mit fester Phasenlage brauchen. Und die Bedienung: Gerät mit Tasten und Bildschirm oder Platine am PC.

Ein typischer Stolperstein ist die Last. Die meisten Generatoren haben einen Innenwiderstand von 50 Ohm, Siglent gibt ihn im Datenblatt mit 49,5 bis 50,5 Ohm an. Hängt am Ausgang ebenfalls 50 Ohm, etwa ein abgeschlossenes Koaxkabel, halbiert sich die Spannung gegenüber der Anzeige für hochohmige Last. Wer sich über ein Signal wundert, das nur halb so groß ist wie eingestellt, findet hier fast immer die Erklärung. Darum nennen ernsthafte Datenblätter stets, für welche Last die Angabe gilt.

Sehen können Sie das Signal ohnehin erst mit einem Oszilloskop. Generator und Oszilloskop gehören zusammen wie Stecker und Dose.

Fünf Generatoren nebeneinander

ELV DDS 130

Der Bausatz kommt mit vorbestückter SMD-Platine. Zu löten sind laut Bauanleitung nur die bedrahteten Teile, die USB-Buchse, vier BNC-Buchsen und ein Abschirmgehäuse. Danach steuert eine PC-Software alles: Frequenz, Amplitude, Kurvenform, Wobbeln von 0,25 Hz bis 30 MHz, die Modulationsarten FSK, PSK und ASK sowie eine Aufgabenliste für automatische Signalfolgen. Der Strom kommt aus dem USB-Anschluss. Die Grenze liegt beim Pegel. Mehr als etwa 1,1 Volt Spitze-Spitze gibt der Ausgang laut ELV bei Sinus und Dreieck nicht her, und ohne Rechner läuft gar nichts. Die Software stellt ELV als Windows-Programm zum Herunterladen bereit.

ELV DDS-BOB1

Eine winzige Platine mit dem DDS-Chip AD9837 für Sinus, Dreieck und Rechteck bis 1 MHz, in Schritten von 15,25 Millihertz. Gesteuert wird über SPI, etwa von einem Arduino. Ein Filterfeld lässt sich frei bestücken. Für Steckbrett-Experimente und eigene Taktgeber reizvoll, als Messgerät im engeren Sinn aber zu nackt.

Joy-IT JT-ScopeMega50

Eigentlich ein USB-Oszilloskop mit Logikanalysator. Der eingebaute Generator schafft laut ELV-Angaben Sinus, Rechteck, Dreieck und Sägezahn bis 12,5 kHz und 3,3 Volt. Für Hörfrequenzen reicht das. Für Funk oder schnelle Digitaltechnik nicht.

Siglent SDG1032X

Das klassische Tischgerät hat zwei gleichwertige Kanäle, 14 Bit Auflösung und 150 Millionen Abtastwerte pro Sekunde. Laut Datenblatt liefert es bis 10 MHz 20 Volt Spitze-Spitze an hochohmiger Last, darüber 10 Volt, dazu AM, FM, PWM und weitere Modulationen, LAN und USB. Es kostet ein Vielfaches des Bausatzes und braucht Platz auf dem Tisch.

Rigol DG821 Pro

Rigol hat die ältere DG800-Reihe eingestellt; der DG821 Pro ist der Nachfolger. Ein Kanal, 25 MHz, 16 Bit, 625 Millionen Abtastwerte pro Sekunde und ein 7-Zoll-Touchscreen. Über USB-C lässt er sich sogar aus einer Powerbank versorgen. Wer zwei Kanäle braucht, nimmt den DG822 Pro.

Bausatz oder Fertiggerät?

Den Bausatz wählen Sie, wenn das Löten Teil des Vergnügens ist und ohnehin ein Rechner am Arbeitsplatz steht. Eine temperaturgeregelte Lötstation mit feiner Spitze macht die BNC-Buchsen und das Abschirmblech deutlich angenehmer. Das Fertiggerät ist die bessere Wahl, sobald Sie höhere Pegel brauchen, zwei Kanäle vergleichen oder ohne PC messen wollen. Es spart Zeit. Mehr lernen werden Sie mit dem Bausatz.

• Audio, Filter, Funkempfänger am PC: ELV DDS 130.
• Eigene Schaltung mit Mikrocontroller: ELV DDS-BOB1.
• Erstes Messgerät überhaupt, Hörfrequenzen: Joy-IT JT-ScopeMega50.
• Werkstatt mit höheren Pegeln und zwei Kanälen: Siglent SDG1032X.
• Kompakt und unterwegs: Rigol DG821 Pro.

Ein Hinweis zum Schluss. Der Generator versorgt keine Schaltung mit Strom; dafür steht daneben ein Labornetzteil mit Strombegrenzung.

Quellen

• ELV: Bausatz DDS-Funktionsgenerator DDS 130
• ELV: Bau- und Bedienungsanleitung DDS 130 (PDF)
• ELV: Mini-DDS-Signalgenerator DDS-BOB1
• ELV: Joy-IT 2-Kanal-Oszilloskop mit Funktionsgenerator
• Siglent: SDG1000X-Serie
• Siglent: Datenblatt SDG1000X (PDF)
• Rigol: DG800 Pro
• Rigol: DG800 (Modellübersicht mit Nachfolgern)