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应对现代RF测验应战,创始信号产生新时代

现代RF系统,如超导量子比特控制器、相阵雷达、MIMO收发机、智能天线发射机和捷变超宽带扩频通信,都基于宽带、相干、多通道结构。传统方式采用矢量信

现代RF体系,如超导量子比特操控器、相阵雷达、MIMO收发机、智能天线发射机和捷变超宽带扩频通信,都根据宽带、相干、多通道结构。传统方法选用矢量信号产生器及IQ 调制器和模仿组成器生成RF信号,由于校准杂乱及大规模完结此类体系的本钱而存在着许多严重约束。为处理这种问题,市场上呈现了一种高速数模转化器,包含信号处理、调制和生成功用。这些数据转化器能够在微波频率上直接组成杂乱信号,别的能够更简洁地完结多通道同步和校准,通道密度高的体系的本钱也显着下降,由于它不需求杂乱的模仿前端。泰克最新推出的AWG5200 系列恣意波形产生器就选用这种数模转化器,为每台仪器供给了最多8 条同步通道,并能够经过同步更多的仪器来扩展通道数量。作为恣意波形产生器(AWG)的领导制造商,新系列供给了简洁灵敏的信号产生方法,满意了通用微波和RF规划、雷达和电子战役运用以及高速串行、光通信和高档科研等运用的需求。

AWG5200系列仪器的中心是新式高功能数模转化器(DAC) ,其在一个全面集成的产品套件中一起完结了出色的速度和分辨率。根据强壮的DAC内核,AWG5200能够直接生成杂乱调制的RF/EW信号,支撑高达4 GHz的载波,而不需外部RF转化。16位笔直分辨率最合适全面集成的AWG,而其他体系只供给了14位分辨率。

电信体系和军用体系则需求更低的本钱、更小的器材,在这种需求的驱动下,最新DAC(如AWG5200中运用的DAC)在信号产生功用基础上,增加了信号处理和调制功用。曩昔,会由独立的体系担任信号处理及波形创立,数字信息被输送到DAC中。现在,愈加先进的高速DAC自身就内置了信号处理模块。这些数字信号处理模块有许多用处,如杂乱(或I-Q)调制、数控振荡器(NCO)和调理功用,如FIR滤波器和数字插补。这能够高效、紧凑、经济地直接生成杂乱的RF信号。图1显现了AWG5200中运用的高速16位DAC简化的方框图。

图1. 泰克AWG5200中运用的DAC简化的方框图。

如图2所示,AWG5200系列供给了多种DAC形式,用户能够在DAC带宽最洁净的部分和频率滚降方位输出信号。选项包含NRZ、DDR、RZ和混合形式。

图2. 多种DAC形式答应AWG5200用户在DAC带宽最洁净的部分及频率滚降方位输出信号。

杂乱实在环境信号为你而生

高保真度、严密同步的多通道信号生成功用为规划、调试和运转测验生成接收机信号,这正成为RF和雷达规划日益重要的要求。这特别合适占用频谱丈量,在这种丈量中,规划人员需求仿真充溢RF/微波信号的环境,包含军用和商用雷达信号及很多消费设备宣布的信号。对这种运用来说,测验源越多越好。而另一方面与VSG不同,AWG生成的信号没有呈现I-Q失衡或载波(NCO) 走漏,由于调制信号和载波信号是在数字域中创立的。这简化了丈量校准,能够简洁地校对因DAC和组成频响及输出模仿通道导致的相位失真。经过对基带信号运用数字预补偿滤波器,能够完结这种校对。当要求频率超出AWG规模,或许假如要求更高的动态规模,那么能够选用外部混频器和固定频率LO完结超外差上变频,这为同步多通道运用供给了经济的处理方案。

泰克公司最新推出的AWG5200系列(图3) 在一台仪器中供给了市场上曾经没有供给的一整套功用,包含5 GS/s的标配采样率(选用插补技能时高达10 GS/s)、16位笔直分辨率、每条通道2 GS波形内存、每台仪器最多具有8条独立通道,供给了10 ps通道间时延。每条AWG5200通道都有独立的途径输出、独自的扩大、独自的排序、上变频、专用内存,其能够独立操控,而没有串扰,也不会给任何通道功能带来约束。仅有常见的要素是,一切通道同享共用时钟,用户能够挑选输入一个外部基准时钟。

图3. 最新AWG5200信号产生器把高保真度、高采样率与每通道低本钱交融在一起。

这种独立性和灵敏性及16位分辨率、2 µs时延和-70 dBc无杂散动态规模,使得AWG5200成为完美的信号源,能够生成杂乱的实在环境信号,用来测验相阵,仿真测验目标,或用新的COTS(市面上的商用)处理方案替代旧式设备。对相阵天线体系或多输入多输出(MIMO) 天线阵列等运用,能够同步最多四台AWG5200s,供给最多32个测验信号。

从有用视点看,AWG5200的一个首要优势是,它大大提高了信号生成的可管理性,由于它不需求一大堆专用的、本钱昂扬的信号产生设备。泰克不断扩大RF测验运用的波形创立插件库,因而能够快速简明地创立一致性测验或裕量测验运用的信号。详细插件包含通用预补偿插件、多音谐和线性调频插件、OFDM插件、雷达插件和RF通用插件。如图4所示,后者以数字方法组成被调制的基带信号、IF信号和RF信号,支撑各种调制方法。当然,用户能够运用各种东西和技能规划自己的波形,运用MATLAB脚本主动履行测验。AWG5200的代码还兼容上一代泰克AWG,因而也能够运用现有的波形和脚本。

图4. RF通用波形创立插件是一种软件包,以数字方法组成被调制的基带IF和RF/微波信号。

AWG5200装备6.5英寸触摸屏显现器,供给了直观的菜单操作以及用户了解的前面板控件和小键盘。它还能够运用以太网或直接USB衔接,经过运转SourceXpress软件的外部PC进行操控。它包含一块可拆卸硬盘,能够敏捷改动测验设置,或满意安全要求。

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