26. September 2020

FG-100 DDS Funktionsgenerator als Signalquelle | Review

Im letzten Artikel beschrieb ich, wie man mit recht einfachen Mitteln den Impedanzverlauf von Lautsprechern im Gehäuse ermitteln kann, wozu es auch u.a. eine Signalquelle braucht.

Bis jetzt habe ich mir mit einer Funktionsgenerator-App beholfen, was aber immer bedeutet, dass das Autoradio und evtl DSPs mit im Signalweg liegen (Stichwort Frequenzweichen, Laufzeitkorrektur, EQs etc pp.), was allen Einfluss auf mein eingespeistes Sinus-Signal hat.

Der Wunsch kam auf, auf günstige Art und Weise einen Sinuston einspielen zu können, im Idealfall direkt an der Endstufe über den Cinch-Eingang. Auf Amazon fand ich dann auch recht schnell einen kleinen Signalgenerator, welcher für meinen Einsatz wie geschaffen scheint.

FG-100 DDS Funktionsgenerator

Der FG-100 DDS Funktionsgenerator ** bietet einen Sinus-Frequenzbereich von 1Hz - 500kHz (also mehr als genug für NF bzw. Audio Anwendungen) in 1Hz Schritten, dazu ein kompaktes Äußeres , 10V Spitze-Spitze Ausgangsspannung sowie eine Anzeige für die gerastete Frequenz und gewählte Wellenform (neben Sinus kann er auch Rechteck, Sägezahn und Dreieck, was für mich aber unwichtig ist). Der Preis ist auch ok, also bestellt und einfach mal sehen, ob er taugt...

Aufbau und Äußeres des FG-100 DDS

Der Funktionsgenerator kommt zusammen mit einem USB auf Hohlstecker Adapterkabel, welcher die Stromversorgung über ein gängiges USB-Netzteil oder (portabel) via Powerbank ermöglicht. Dank des weiten Spannungsbereiches von 3-10V könnte er auch mit einer 9V Batterie betrieben werden, ein passender Adapter liegt aber nicht bei und muss gekauft / angefertigt werden. Mir reicht die Powerbank-Möglichkeit dicke aus.

Das Ausgangssignal ist in der Höhe einstellbar (lt Hersteller bis 10V Peak-Peak im Leerlauf) wobei das Poti etwas mehr Einstellweg vertragen könnte und auch ein DC Offset kann hinzugeschaltet werden, was für mich im Einsatz als NF-Signalquelle aber keinerlei Sinn macht.

Das erzeugte Signal wird vom Generator an einer für Messgeräte typischen BNC Buchse bereit gestellt, hier helfen entsprechende BNC Kabel ** und BNC-Cinch Adapter ** bzw BNC-Bananebuchsen Adapter**, den Generator direkt an einer Endstufe anschließen zu können.

Das Display gibt Auskunft über die gewählte Signalart und gerastete Frequenz, leider gibt es keinerlei optische Anzeige ob der Filter / das DC Offset aktiv ist und wie die Spannung des Ausgangspegels ist.

Genauigkeit vom FG-100 DDS Signalgenerators

Über den günstigen DDS (Wikipedia) Signalgenerator kann man einiges im Internet lesen und nicht alle Berichte sind voll des Lobes was die Signalqualität betrifft. Also mal ein ordentliches Rhode&Schwarz Digital-Oszilloskop am Ausgang angeschlossen und selber ein Bild über die Signalqualität gemacht.

Es sei angemerkt, dass ich hier nur den NF-Bereich betrachte, also ausschließlich Sinussignale im Bereich von 10Hz - 20kHz.

Kraftvolle Ausgangsstufe

Als erstes wollte ich wissen, wie hoch der Ausgangspegel in Volt (RMS) tatsächlich ist, denn 10V Spitze-Spitze im Leerlauf (wie vom Hersteller angegeben) sagen erstmal gar nichts aus.

Interessant wird es, wenn der Ausgang belastet wird. Also Tastkopf angeschlossen und mal gemessen :

Bei 1Hz liegt noch nicht die volle Spannung an, aber wo braucht man schon 1Hz ?

Bei 1Hz(!) liegen am Tastkopf mit 1MOhm Impedanz 2,86 Volt RMS an, dank DDS Technik ist die erzeugte Frequenz mit 0,993Hz auch sehr genau. Fein!

Mit 6,8V RMS kann die Ausgangsstufe durchaus als kräftig bezeichnet werden

Bereits ab 2Hz liegt die volle Spannung von 6,8 Volt RMS an, welche bis über 20kHz auch gehalten wird. Wohlgemerkt an einer Last von 1 Megaohm (Eingangsimpedanz vom Oszi).

Wie schaut es denn nun mit einer praxisgerechten Last am Ausgang des Funktionsgenerators aus? Um die typische Eingangsimpedanz einer Audioendstufe simulieren zu können, habe ich den Ausgang mit einem 10kOhm Widerstand belastet und wieder die maximale Ausgangsspannung gemessen.

Sehr genaue Frequenzerzeugung dank DDS Technik

Die Spannung sackt etwas, wenn auch nicht viel, zusammen. An einer 10kOhm Last schafft der Signalgenerator noch solide 6,7 Volt RMS durchgehend von 4 Hz bis weit über 20 kHz - das sollte für so ziemlich alle Endstufen reichen, um sie am Eingang ganz auszusteuern.

Spannungsstabilität bei unterschiedlichen Frequenzen

Als nächstes wollte ich wissen, wie stabil die Spannungshöhe am Ausgang in Abhängigkeit zur Frequenz ist. Ich habe die Ausgangsspannung (Last 10kOhm) an 10Hz eine RMS Spannung von 4 Volt eingestellt und dann die Frequenz von 10 Hz bis 20 kHz durchgefahren, mit dem Ergebnis, dass die Spannung um wenige hundertstel(!) Volt schwankt. Eine tolle Leistung für so einen günstigen Generator.

Nur geringe Schwankungen der Ausgangsspannung im NF-Bereich

Impedanzmessung ganz ohne Endstufe ?

Als letzten Test habe ich den Generator nochmal gefordert, und zwar wollte ich wissen, ob der FG-100 genug "Schmackes" am Ausgang hat, um direkt eine Impedanzmessung mit meinem selbstgebauten Messadapter (ohne zusätzliche Endstufe) durchführen zu können.

Also mittels passendem BNC-Bananenadapter den FG-100 am Verstärker-Eingang der Meßbox eingestöpselt und wie im verlinkten Artikel entsprechend kalibriert / gemessen.

Ergebnis : Die Ausgangsstufe des FG-100 versorgt auch die angeschlossene (ca.) 1 kOhm Last mit den benötigten Spannungen problemlos. Wo bei der Kalibrierung 10mV gefordert sind, kommen aus dem FG-100 max. 64mV raus - also mehr als genug Reserve.

Sauber.

Viel Licht, aber auch Schatten ?

Zu meckern gibt es bei dem Gerät eigentlich nicht sehr viel, zwei Sachen finde ich doch schon störend...

  1. Sobald der Generator läuft, kann die Frequenz nicht mehr geändert werden.
  2. Die Frequenzeingabe geht über drei Tasten, eine wählt die Stelle aus, die anderen beiden erhöhen/verringern die Zahl um einen Zähler. Das hätte man auch schöner umsetzen können.

Tuning-Potential ? Hatta!

Wer gerne bestehende Schaltungen "pimpt", wird auch am FG-100 DDS seine Freude finden. Die beiden SMD-Operationsverstärker vom Typ TL072, welche für die nötige Power am Ausgang sorgen, lassen sich mit etwas Feingefühl und einer feinen Lötspitze (SMD Bauteile!) gegen rauschärmere NE5532 OpAmps tauschen, was ich auch gleich gemacht habe. ^^

Sicher kein Upgrade welches im NF-Bereich durchgeführt werden sollte, aber besser ist immer gut und die kleinen OpAmps gibt es für kleines Geld überall zu kaufen.

Wer noch mehr modden möchte, findet im Internet auch eine geänderte Firmware, welche zB Frequenzsweeps ermöglicht. Tolle Sache, aber da dafür ein ATMEGA geflasht werden muss, nicht für jedermann durchführbar. Bis jetzt konnte ich mich zum FW Update nicht durchringen, aber was nicht ist, kann ja noch kommen 😉

Fazit zum FG-100 DDS Funktionsgenerator

Wer einen Sinus-Generator zum Erzeugen von Frequenzen im NF/Audio Bereich sucht, bekommt mit dem FG-100 DDS für kleines Geld alles, was man braucht. Dazu ist man dank extern anschließbarem Akku / Powerbank / etc. bei der Stromversorgung von der Steckdose unabhängig, und die Ausgangsspannung ist für den Audiobereich mehr als ausreichend.

Hinweis

** = Amazon Affiliate Link

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