沈鼐叡

　　泰克科技中國區(qū)高端產(chǎn)品市場經(jīng)理

　　現(xiàn)代RF系統(tǒng),，如超導(dǎo)量子比特控制器、相陣雷達、MIMO收發(fā)機、智能天線發(fā)射機和捷變超寬帶擴頻通信，都基于寬帶,、相干、多通道結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)方式采用矢量信號發(fā)生器及IQ 調(diào)制器和模擬合成器生成RF信號,，由于校準(zhǔn)復(fù)雜及大規(guī)模實現(xiàn)此類系統(tǒng)的成本而存在著許多重大局限。為解決這種問題,，市場上出現(xiàn)了一種高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器,，包括信號處理、調(diào)制和生成功能,。這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器能夠在微波頻率上直接合成復(fù)雜信號,，另外能夠更簡便地實現(xiàn)多通道同步和校準(zhǔn)，通道密度高的系統(tǒng)的成本也明顯下降,，因為它不需要復(fù)雜的模擬前端,。泰克最新推出的AWG5200 系列任意波形發(fā)生器就采用這種數(shù)模轉(zhuǎn)換器，為每臺儀器提供了最多8 條同步通道,，并可以通過同步更多的儀器來擴展通道數(shù)量,。作為任意波形發(fā)生器(AWG)的領(lǐng)導(dǎo)制造商，新系列提供了簡便靈活的信號發(fā)生方式,，滿足了通用微波和RF設(shè)計,、雷達和電子戰(zhàn)爭應(yīng)用以及高速串行、光通信和高級科研等應(yīng)用的需求,。

　　AWG5200系列儀器的核心是新型高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) ,，其在一個全面集成的產(chǎn)品套件中同時實現(xiàn)了杰出的速度和分辨率?；趶姶蟮腄AC內(nèi)核,，AWG5200可以直接生成復(fù)雜調(diào)制的RF/EW信號,，支持高達4 GHz的載波，而不需外部RF轉(zhuǎn)換,。16位垂直分辨率最適合全面集成的AWG,，而其他系統(tǒng)只提供了14位分辨率。

　　電信系統(tǒng)和軍用系統(tǒng)則需要更低的成本,、更小的器件,，在這種需求的驅(qū)動下，最新DAC（如AWG5200中使用的DAC）在信號發(fā)生功能基礎(chǔ)上,，增加了信號處理和調(diào)制功能,。過去，會由獨立的系統(tǒng)負責(zé)信號處理及波形創(chuàng)建,，數(shù)字信息被輸送到DAC中?，F(xiàn)在，更加先進的高速DAC本身就內(nèi)置了信號處理模塊,。這些數(shù)字信號處理模塊有許多用途,，如復(fù)雜(或I-Q)調(diào)制、數(shù)控振蕩器(NCO)和調(diào)節(jié)功能,，如FIR濾波器和數(shù)字插補,。這可以高效、緊湊,、經(jīng)濟地直接生成復(fù)雜的RF信號,。圖1顯示了AWG5200中使用的高速16位DAC簡化的方框圖。

　　圖1. 泰克AWG5200中使用的DAC簡化的方框圖,。

　　如圖2所示,，AWG5200系列提供了多種DAC模式，用戶可以在DAC帶寬最干凈的部分和頻率滾降位置輸出信號,。選項包括NRZ,、DDR、RZ和混合模式,。

　　圖2. 多種DAC模式允許AWG5200用戶在DAC帶寬最干凈的部分及頻率滾降位置輸出信號,。

　　復(fù)雜真實環(huán)境信號為你而生

　　高保真度、緊密同步的多通道信號生成功能為設(shè)計,、調(diào)試和運行測試生成接收機信號,，這正成為RF和雷達設(shè)計日益重要的要求。這特別適合占用頻譜測量,，在這種測量中,，設(shè)計人員需要仿真充滿RF/微波信號的環(huán)境，包括軍用和商用雷達信號及無數(shù)消費設(shè)備發(fā)出的信號,。對這種應(yīng)用來說,，測試源越多越好,。而另一方面與VSG不同，AWG生成的信號沒有出現(xiàn)I-Q失衡或載波 (NCO) 泄漏,，因為調(diào)制信號和載波信號是在數(shù)字域中創(chuàng)建的。這簡化了測量校準(zhǔn),，可以簡便地校正因DAC和合成頻響及輸出模擬通道導(dǎo)致的相位失真,。通過對基帶信號應(yīng)用數(shù)字預(yù)補償濾波器，可以完成這種校正,。當(dāng)要求頻率超出AWG范圍,，或者如果要求更高的動態(tài)范圍，那么可以采用外部混頻器和固定頻率LO實現(xiàn)超外差上變頻,，這為同步多通道應(yīng)用提供了經(jīng)濟的解決方案,。

　　泰克公司最新推出的AWG5200系列(圖3) 在一臺儀器中提供了市場上以前沒有提供的一整套功能，包括5 GS/s的標(biāo)配采樣率 (采用插補技術(shù)時高達10 GS/s),、16位垂直分辨率,、每條通道2 GS波形內(nèi)存、每臺儀器最多擁有8條獨立通道,，提供了<10 ps通道間時延,。每條AWG5200通道都有獨立的路徑輸出、單獨的放大,、單獨的排序,、上變頻、專用內(nèi)存,，其可以獨立控制,，而沒有串?dāng)_，也不會給任何通道性能帶來限制,。唯一常見的因素是,，所有通道共享共用時鐘，用戶可以選擇輸入一個外部基準(zhǔn)時鐘,。

　　圖3. 最新AWG5200信號發(fā)生器把高保真度,、高采樣率與每通道低成本融合在一起。

　　這種獨立性和靈活性及16位分辨率,、<2 ?s時延和-70 dBc無雜散動態(tài)范圍,，使得AWG5200成為完美的信號源，可以生成復(fù)雜的真實環(huán)境信號,，用來測試相陣,，仿真測試對象，或用新的COTS（市面上的商用）解決方案代替老式設(shè)備,。對相陣天線系統(tǒng)或多輸入多輸出 (MIMO) 天線陣列等應(yīng)用,，可以同步最多四臺AWG5200s,，提供最多32個測試信號。

　　從實用角度看,，AWG5200的一個主要優(yōu)勢是,，它大大提高了信號生成的可管理性，因為它不需要一大堆專用的,、成本高昂的信號發(fā)生設(shè)備,。泰克不斷擴大RF測試使用的波形創(chuàng)建插件庫，因此可以快速簡明地創(chuàng)建一致性測試或裕量測試使用的信號,。具體插件包括通用預(yù)補償插件,、多音調(diào)和線性調(diào)頻插件、OFDM插件,、雷達插件和RF通用插件,。如圖4所示，后者以數(shù)字方式合成被調(diào)制的基帶信號,、IF信號和RF信號,，支持各種調(diào)制方式。當(dāng)然,，用戶可以使用各種工具和技術(shù)設(shè)計自己的波形,，使用MATLAB腳本自動執(zhí)行測試。AWG5200的代碼還兼容上一代泰克AWG,，因此也可以使用現(xiàn)有的波形和腳本,。

　　圖4. RF通用波形創(chuàng)建插件是一種軟件包，以數(shù)字方式合成被調(diào)制的基帶IF和RF/微波信號,。

　　AWG5200配備6.5英寸觸摸屏顯示器,，提供了直觀的菜單操作以及用戶熟悉的前面板控件和小鍵盤。它還可以使用以太網(wǎng)或直接USB連接,，通過運行SourceXpress軟件的外部PC進行控制,。它包括一塊可拆卸硬盤，可以迅速改變測試設(shè)置,，或滿足安全要求,。