Function Generator AWG Tektronix AFG/Keysight 33500 1957-2026（ファンクションジェネレータエーダブリュージーテクトロニクスキーサイト）
波形発生器の頂点。1957年HP 200CD原点+Tektronix AFG31000(¥800,000)/Keysight 33500B(¥600,000)+任意波形メモリ16Mpts+250MS/s+正弦/方形/三角/AM/FM変調+EDU33212A低価格機(¥150,000)
概要
波形発生器の中でも、任意波形（AWG）機能を備えたテクトロニクス（Tektronix）とキーシート（Keysight）の製品群は、1957年にHP 200CDが登場して以来、測定・試験分野で不可欠な存在となっている。1957年のHP 200CDは、最大周波数 10 MHz、出力電圧 10 Vpp、サンプルレート 1 MS/s の基本的な機能を提供し、後継機種へと進化を遂げてきた。現在の代表的な機種は、Tektronix AFG31000 系列と Keysight 33500B 系列であり、共に 250 MS/s 以上のサンプルレート、16 Mpts の任意波形メモリ、正弦・方形・三角・AM/FM 変調機能を備えている。さらに、教育市場向けに価格を抑えた EDU33212A も存在し、学術・研究機関で広く採用されている。
主な特徴・仕組み
| 特徴 | 内容 |
|---|---|
| 任意波形メモリ | 16 Mpts（最大 16 メガサンプル）で、複雑な波形を長時間保存・再生可能。 |
| サンプルレート | 250 MS/s で、10 kHz から 100 MHz までの幅広い周波数帯域をカバー。 |
| 出力電圧 | ±10 Vpp（±5 V）で、低ノイズ（< 10 µV）を実現。 |
| 変調機能 | AM、FM、PM、SOG（サブオーダー変調）を内蔵し、デジタル制御で高速切り替え。 |
| デジタル制御 | GPIB/USB/RS‑232/USB‑TMC/IEEE‑488.2 に対応し、LabVIEW、Python、MATLAB から制御可能。 |
| モジュール化 | 1 GHz まで拡張可能な高周波モジュール（AFG31002B、AFG31004B）を追加。 |
| 低価格モデル | EDU33212A は 150 000 円台で、教育用途に最適。 |
| インターフェース | 2×BNC 出力、1×BNC 参照入力、1×BNC 低レベル入力。 |
| メモリ管理 | 16 Mpts のメモリを 32 kpts ずつ分割し、複数波形を同時にロード。 |
| サンプル時間 | 1 µs から 10 s までの再生時間を設定可能。 |
| ノイズ抑制 | 内蔵オーバーサンプリングフィルタで 1 Hz 以上の帯域外ノイズを低減。 |
具体例・対応製品 (テーブル必須)
| 製品名 | 型番 | 周波数範囲 | 出力電圧 | サンプルレート | 任意波形メモリ | 価格（概算） |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tektronix AFG31000 | AFG31002B | 10 kHz – 100 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 800 000 円 |
| Tektronix AFG31000 | AFG31004B | 10 kHz – 200 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 900 000 円 |
| Keysight 33500B | 33502B | 10 kHz – 100 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 600 000 円 |
| Keysight 33500B | 33504B | 10 kHz – 200 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 700 000 円 |
| Keysight 33500B | 33506B | 10 kHz – 400 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 800 000 円 |
| Keysight 33500B | 33501B | 10 kHz – 100 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 550 000 円 |
| Keysight 33500B | EDU33212A | 10 kHz – 100 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 150 000 円 |
| HP 200CD | 200CD | 10 kHz – 10 MHz | ±5 Vpp | 1 MS/s | 1 Mpts | 200 000 円 |
| Tektronix AFG31000 | AFG31000B | 10 kHz – 100 MHz | ±10 Vpp | 250 MS/s | 16 Mpts | 850 000 円 |
選び方・注意点
- 測定対象の周波数帯域
- 100 MHz までなら 33502B で十分。200 MHz 以上を扱う場合は 33504B か AFG31004B を検討。
- 波形複雑度
- 16 Mpts のメモリは長時間の複雑波形を保存できるが、実際に使用する波形の長さを確認。
- 変調機能の必要性
- AM/FM 変調が必須なら、内蔵変調機能付きの 33504B が最適。
- 価格対性能
- 教育用途なら EDU33212A がコストパフォーマンス最高。
- インターフェース
- 既存の制御環境（LabVIEW 等）に合わせて USB‑TMC か GPIB を選択。
- 将来性
- 2025 年以降、USB‑TMC での高速制御が標準化されるため、将来のソフトウェアアップデートを考慮。
関連用語との違い
- 波形発生器（Waveform Generator）
- 基本的に正弦・三角・方形などの標準波形のみを生成。AWG は任意波形を保存・再生できる点で差異。
- 任意波形発生器（Arbitrary Waveform Generator）
- こちらは AWG の一種で、波形をデジタルで定義し、サンプリングレートとメモリ容量が重要。
- 関数発生器（Function Generator）
- 典型的には単純な周期関数を生成。AWG は周期性に限らず任意波形を扱える。
- 信号発生器（Signal Generator）
- 広範な周波数帯域をカバーするが、任意波形機能は必ずしも備えていない。
よくある質問 (FAQ)
-
Q: 16 Mpts の任意波形メモリは実際にどの程度の波形長を保存できるのか？
A: 1 µs のサンプルレートで 16 Mpts は 16 s まで保存可能。サンプルレートが高いほど保存時間は短くなる。 -
Q: 変調機能はデジタル制御で変更できるか？
A: はい。GPIB/USB‑TMC で AM/FM/PM のパラメータをスクリプトで設定でき、リアルタイムで切り替えが可能。 -
Q: 2025 年以降のアップデートで新しいインターフェースが追加される予定は？
A: 2025 年モデルでは USB‑TMC での 1 Gbps 以上のデータ転送が実装され、Python ラッパーのサポートが拡充される見込み。 -
Q: 教育用モデル EDU33212A は本番環境で使用できるか？
A: 仕様は商用モデルと同等だが、サポート期間が短く、拡張モジュールの互換性が限定される。
まとめ
Tektronix AFG31000 系列と Keysight 33500B 系列は、1957 年の HP 200CD から 2026 年現在まで、任意波形生成と高周波変調機能を統合した波形発生器の進化を象徴する製品群である。16 Mpts のメモリと 250 MS/s のサンプルレートは、複雑な信号を長時間再生する実験や製品開発に不可欠である。価格帯は 150 000 円から 900 000 円と幅広く、教育機関から産業用まで幅広いユーザーに対応。2025 年以降は USB‑TMC の高速化とソフトウェアエコシステムの拡充が期待され、さらに柔軟な制御が可能になる。選択にあたっては測定対象の周波数帯域、波形複雑度、変調機能の必要性、予算を総合的に検討することが重要である。