大容量的數(shù)據(jù)傳輸和不斷提升的數(shù)據(jù)傳輸速率,，以及保證不斷增長的互聯(lián)網(wǎng)帶寬以滿足類似于視頻點播系統(tǒng)對服務(wù)的需求,，都在推動著網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和各種器件工作速度的增加,。
這些速度和帶寬的增加發(fā)生在不同的行業(yè),，無論是消費行業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)的需求，還是在衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域,，模擬一下數(shù)據(jù)從地面站傳輸?shù)綑C(jī)載收發(fā)器,，或者到更遙遠(yuǎn)的地面站的傳輸過程，這中間需要考慮包括信號干擾,、衰落以及更多的因素,。但僅僅是帶寬的增加是不夠的，信號的準(zhǔn)確性和質(zhì)量更是尤為重要,。
任意波發(fā)生器的現(xiàn)狀
假如你現(xiàn)在面對的是一個很糟糕的信號,，那就必須要對基礎(chǔ)硬件設(shè)施進(jìn)行投入，以補(bǔ)償信號衰落等效應(yīng),。然而更容易的做法是對正確的測試工具進(jìn)行投資,，以產(chǎn)生非常精確、高分辨率的信號,。即使在使用最壞情況下的信號,，來測試設(shè)備的極限狀態(tài)。
任意波發(fā)生器（AWG）是目前市場上最靈活,、用途最廣泛的測試儀器,。無論是被整合在其他儀器或系統(tǒng)中，如高性能信號發(fā)生器或比特率誤碼測試儀（BERT）,，還是以單獨工作的儀器方式存在,，任意波發(fā)生器的出現(xiàn)已經(jīng)有幾十年的歷史。任意波發(fā)生器注重于以靈活的方式產(chǎn)生信號,，以及對信號進(jìn)行各種特定的失真處理,。但直到目前為止所有市面上的任意波發(fā)生器的帶寬和分辨率均不足以滿足當(dāng)今對復(fù)雜信號和高帶寬的需求。
這是因為,，任意波發(fā)生器技術(shù)還不得不在高分辨率和高帶寬之間做出折中選擇,。就拿安捷倫N6030A和N8241A任意波發(fā)生器來講，可以在15位垂直分辨率下達(dá)到500 MHz的帶寬,。安捷倫81180A能提供12位垂直分辨率下的1 GHz信號帶寬,。但是您仍然需要在不妥協(xié)分辨率的情況下，來達(dá)到更高的信號帶寬,。
在M8190A上實現(xiàn)技術(shù)突破
M8190A 任意波發(fā)生器,，是安捷倫公司用了二年多時間，向?qū)嶒炇液脱邪l(fā)部門投入了巨資研發(fā)出來的,，使用的是由安捷倫測試研究實驗室和高速數(shù)字研發(fā)團(tuán)隊共同開發(fā)的具有突破性的專利數(shù)模轉(zhuǎn)換器技術(shù),，和采用領(lǐng)先于市場三年的雙極CMOS（BiCMOS）硅鍺工藝實現(xiàn)的。
安捷倫公司副總裁電子測量事業(yè)部數(shù)字測試部總經(jīng)理Siegfried Gross介紹說,，采用先進(jìn)的硅鍺BiCMOS工藝制造的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（DAC）能夠工作在8 G采樣速率,，14比特分辨率和12 G采樣速率,，12比特分辨率兩種模式。這二種模式是通過軟件可切換技術(shù)來實現(xiàn)的,。這種軟件可切換技術(shù)允許客戶根據(jù)不同的測試需求,，調(diào)整任意波發(fā)生器的速度和分辨率，來優(yōu)化任意波發(fā)生器的性能,。
在8 G采樣速率下,，安捷倫的數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC 能夠提供80dBc的無雜散動態(tài)范圍（ SFDR），而目前市場上現(xiàn)有的產(chǎn)品只能提供不超過50dB的動態(tài)范圍,，從而達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先的性能,。這項創(chuàng)新性的技術(shù)使得工程師不必在輸出信號的高分辨率和高帶寬之間做折中，從而使得測試結(jié)果更加可靠,，增加測試的可重復(fù)性,，因此也就減少了工程師對模擬輸出波形中毛刺的誤判,。
M8190A所具有的優(yōu)勢還包括,，每通道能夠同時提供14 比特分辨率,高達(dá) 5 GHz 模擬帶寬；2G采樣波形存儲空間,，能夠構(gòu)造更加真實的測試信號方案,；采用緊湊的 AXIe模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的高性能任意波發(fā)生器，有2槽位和5槽位兩種機(jī)箱,。減小了系統(tǒng)尺寸,、重量和占地空間。
應(yīng)用案例
案例一：M8190A在雷達(dá)和電子對抗領(lǐng)域的應(yīng)用
對數(shù)字化雷達(dá)系統(tǒng)而言,， 需要不斷縮小尺寸,、降低功耗。除了尺寸,、功耗外,，數(shù)字系統(tǒng)突出的優(yōu)點是具有更好的校正精度，更廣闊的體掃描范圍和更高的動態(tài)范圍用來檢測低電平信號,。對于臨近的多目標(biāo)進(jìn)行探測,，高分辨率是一個非常通用的要求。信號方案的仿真是至關(guān)重要的,，可以推動雷達(dá)和電子對抗戰(zhàn)的設(shè)計,。
通用的雷達(dá)信號有時間選通脈沖和線性調(diào)頻兩種。需要脈沖整形包絡(luò)來消除頻率“飛濺”,。頻率“飛濺”是由于時域上的脈沖在突然打開和關(guān)閉時,，所產(chǎn)生的突發(fā)性的脈沖邊緣而引起載波頻率之外的能量或者脈沖。M8190A 具有業(yè)界領(lǐng)先的無雜散動態(tài)范圍和很低的諧波失真性能,，在提供高分辨率的同時,，也能提供高帶寬,。M8190A獨特的性能使得雷達(dá)、衛(wèi)星通信以及電子對抗系統(tǒng)的設(shè)計者能夠進(jìn)行重復(fù)可靠的測試,，并且可以生成高度真實性的測試信號方案來進(jìn)行產(chǎn)品測試,。
案例二：M8190A在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用
對于從地面到機(jī)載收發(fā)器，再到遙遠(yuǎn)的地面接收站的信號傳輸仿真,，需要包括干擾,、衰落，甚至更多,。除了已經(jīng)安裝好的基礎(chǔ)設(shè)施需要集成在新的硬件中,，各功能設(shè)備之間的互操作性也需要進(jìn)行測試。
M8190A可以在14位分辨率下,，提供高達(dá)5GHz的模擬帶寬和高品質(zhì)的信號,，并具有高達(dá)89 dBc的無雜散動態(tài)范圍。具有這樣高質(zhì)量的單音信號很容易能夠在數(shù)百個單音信號中分辨出來,。
當(dāng)本文截稿時,，安捷倫又推出了旗下PXA信號分析儀。安捷倫稱,，這是一款業(yè)界最高性能的毫米波信號分析儀,， 頻率覆蓋范圍高達(dá)50GHz，配備外部混頻器可達(dá)到325GHz或更高,。安捷倫微波與通信事業(yè)部的產(chǎn)品營銷經(jīng)理Susan Owen表示,，PXA 可靠的硬件設(shè)計可以提供出色的靈敏度和寬動態(tài)范圍。為了增強(qiáng)固有的硬件功能,，PXA 采用了低噪聲路徑和本底噪聲擴(kuò)展（NFE）等專有技術(shù)來消除失真噪聲和進(jìn)一步拓展動態(tài)范圍,。因此，PXA 可以在大信號存在情況下測量最小的信號,，更精確地進(jìn)行毫米波信號測試,。可支持用戶開發(fā)最先進(jìn)的雷達(dá),、監(jiān)測和無線通信系統(tǒng),；將頻率范圍擴(kuò)展至325GHz 或更高的能力可以讓用戶開發(fā)用于先進(jìn)射電天文學(xué)研究的技術(shù)以及用于醫(yī)療和空運行業(yè)的新型成像技術(shù)。