Генератор сигналов Keysight N5171B

Генератор сигналов Keysight EXG N5171B: технический обзор и характеристики

Keysight EXG N5171B — это аналоговый RF-генератор сигналов серии EXG X-Series, рассчитанный на задачи производственного тестирования, сервисной диагностики, настройки радиотрактов и лабораторных измерений. Прибор относится к классу RF analog signal generator и, в зависимости от установленной частотной опции, перекрывает диапазон до 1, 3 или 6 ГГц.

Keysight позиционирует N5171B как генератор среднего класса, оптимизированный для производственных стендов, где важны высокая скорость перестройки, стабильный уровень, повторяемость и приемлемая стоимость владения.

Назначение Keysight N5171B

Keysight N5171B подходит для формирования непрерывного синусоидального сигнала, частотных и амплитудных свипов, проверки усилителей, фильтров, смесителей, аттенюаторов, радиоприёмников и других ВЧ-модулей. Это именно аналоговый генератор, поэтому его основная область применения — CW-сигналы, AM/FM/PM-модуляция, импульсная модуляция и автоматизированные параметрические измерения.

В отличие от векторной модели N5172B, N5171B не является генератором цифровых I/Q-сигналов с внутренним baseband-генератором. Если задача связана с LTE, WLAN, пользовательскими I/Q-файлами или широкополосной цифровой модуляцией, обычно выбирают N5172B. Если же требуется чистый аналоговый источник сигнала до 6 ГГц, N5171B является более рациональным вариантом.

Основные технические характеристики Keysight N5171B

Частотные опции N5171B включают варианты 501 до 1 ГГц, 503 до 3 ГГц и 506 до 6 ГГц; разрешение установки частоты составляет 0,001 Гц. В режиме list/step sweep с опцией UNZ типовое время переключения может достигать 800 мкс, что особенно важно для автоматизированных измерений и производственных тестов.

Частотный диапазон и режимы свипирования

N5171B поддерживает работу в режиме фиксированной частоты, а также частотные и амплитудные свипы. Для измерений АЧХ, проверки фильтров, усилителей и трактов с перестраиваемой частотой полезны два режима: step sweep с равномерным или логарифмическим шагом и list sweep с произвольным списком частот и уровней. Количество точек достигает 65535 для step sweep и 3201 для list sweep. Запуск возможен свободным ходом, с передней панели, внешним триггером, таймером или по шинам GPIB/LAN/USB.

Выходной уровень и тракт мощности

Выходной тракт N5171B рассчитан на широкий динамический диапазон. Стандартный устанавливаемый диапазон уровня составляет от +19 до −144 dBm, а с опцией 1EA High Output Power — от +30 до −144 dBm. Разрешение установки уровня — 0,01 dB, электронный аттенюатор имеет диапазон 0–130 dB с шагом 5 dB.

Специфицированная максимальная выходная мощность зависит от частоты. В стандартной конфигурации она составляет до +18 dBm в диапазоне выше 10 МГц до 3 ГГц и до +16 dBm в диапазоне 3–6 ГГц. С опцией 1EA максимальный уровень увеличивается до +21 dBm в диапазоне выше 10 МГц до 3 ГГц и до +18 dBm в диапазоне 3–6 ГГц. Для компенсации потерь в кабелях, коммутаторах, аттенюаторах и переходниках это существенное преимущество.

Точность уровня

В CW-режиме при включённом ALC точность уровня в основной части диапазона находится на уровне порядка ±0,6 dB для уровней от максимального до −60 dBm. В диапазоне от −60 до −110 dBm точность зависит от частоты и составляет примерно ±0,8…±1,1 dB. При выключенном ALC после выполнения power search типовая относительная точность уровня указывается как ±0,15 dB в диапазоне 9 кГц – 6 ГГц.

Спектральная чистота и фазовый шум

Фазовый шум — один из ключевых параметров любого генератора сигналов. Для Keysight N5171B типовое значение фазового шума на частоте 1 ГГц при отстройке 20 кГц составляет −122 dBc/Hz. На 500 МГц типовое значение лучше — около −128 dBc/Hz, на 250 МГц — около −133 dBc/Hz, а на верхней границе 6 ГГц — около −103 dBc/Hz.

Гармонические составляющие в CW-режиме для стандартной конфигурации обычно не хуже −35 dBc в диапазоне от 9 кГц до 3 ГГц. В диапазоне 4–6 ГГц типовое значение гармоник для стандартного выхода указано лучше −53 dBc. Негармонические составляющие зависят от частотного диапазона: от примерно −75 dBc на нижних и средних частотах до −60 dBc в диапазоне 3–6 ГГц.

Аналоговая модуляция

При наличии соответствующих опций N5171B поддерживает основные виды аналоговой модуляции: AM, FM, фазовую модуляцию и импульсную модуляцию. Опция UNT отвечает за AM/FM/PM, а опция UNW — за узкую импульсную модуляцию. Для AM доступна линейная или экспоненциальная глубина модуляции до 100%, разрешение установки глубины — 0,1%.

Встроенный источник аналоговой модуляции может формировать синус, меандр, треугольник, положительную и отрицательную пилу. Диапазон частот внутреннего источника — от 0,1 Гц до 2 МГц, с возможностью перестройки до 3 МГц; разрешение — 0,1 Гц. Это удобно при проверке приёмников, демодуляторов, аналоговых радиоканалов и трактов с частотной или амплитудной модуляцией.

Импульсная модуляция

С опцией UNW генератор поддерживает узкую импульсную модуляцию. Отношение включено/выключено составляет более 80 dB, время фронта и спада — менее 10 нс, типовое значение около 7 нс. Минимальная ширина импульса зависит от режима ALC: при ALC on — от 2 мкс, при ALC off — от 20 нс.

Такие параметры позволяют использовать N5171B для проверки импульсных ВЧ-трактов, радарных узлов, коммутаторов, усилителей, приёмников и систем, где требуется имитация импульсного несущего сигнала.

Опорный генератор и синхронизация

Встроенный опорный генератор имеет выход 10 МГц с номинальным уровнем не ниже +4 dBm на нагрузке 50 Ом. Стандартный вход внешней опоры рассчитан на 10 МГц, а с опцией 1ER прибор может синхронизироваться от внешнего источника в диапазоне 1–50 МГц. Диапазон входного уровня внешней опоры — примерно от −3 до +20 dBm, входное сопротивление — 50 Ом.

Интерфейсы и дистанционное управление

Для автоматизации измерений Keysight N5171B оснащается интерфейсами USB 2.0, LAN и GPIB. LAN-интерфейс поддерживает удалённое SCPI-управление, доступ к внутреннему web-серверу и FTP-серверу, DHCP, sockets SCPI, VXI-11 SCPI и TCP keep alive. Это позволяет легко интегрировать генератор в тестовые стенды на базе Python, C#, LabVIEW, MATLAB, Keysight IO Libraries или другого SCPI-совместимого ПО.

Где применяется Keysight N5171B

Keysight EXG N5171B хорошо подходит для следующих задач:

• настройка и проверка радиоприёмников;
• измерение чувствительности, избирательности и блокирования;
• тестирование усилителей, фильтров, смесителей и аттенюаторов;
• измерение АЧХ ВЧ-трактов в режиме sweep;
• формирование CW-сигнала для калибровки и диагностики;
• AM/FM/PM-тесты аналоговых радиосистем;
• импульсные RF-испытания при наличии Option UNW;
• работа в составе автоматизированных производственных стендов;
• сервисное обслуживание измерительной и радиосвязной аппаратуры.

Отличия N5171B от N5172B

Главное отличие состоит в назначении. N5171B — аналоговый генератор сигналов. Его выбирают, когда нужны CW, sweep, AM, FM, PM и импульсная модуляция. N5172B — векторная версия EXG, рассчитанная на генерацию цифровых I/Q-сигналов и работу с современными стандартами связи. Поэтому при покупке важно не только смотреть на частотный диапазон, но и проверять модель и установленные опции.

Для сервисной лаборатории, ремонта радиотрактов, настройки аналоговых узлов и большинства классических RF-измерений N5171B часто является более простым и экономически оправданным выбором. Для задач цифровой связи, широкополосной модуляции и генерации пользовательских I/Q-файлов лучше рассматривать N5172B.

Итог

Keysight EXG N5171B — это современный аналоговый генератор сигналов до 6 ГГц с широким диапазоном уровней, хорошей скоростью перестройки, развитой аналоговой модуляцией и удобным дистанционным управлением. Он особенно полезен в производственных тестовых системах, сервисных центрах и RF-лабораториях, где требуется надёжный источник сигнала для проверки приёмников, усилителей, фильтров и других ВЧ-устройств.

Для покупки на вторичном рынке важно проверять установленную частотную опцию: 501, 503 или 506, а также наличие опций 1EA, UNT, UNW, UNZ, 1ER и других расширений. Именно набор опций определяет реальные возможности конкретного экземпляра.