当前位置: 首页 » 技术方案 » 产品应用 » 正文

任意波形发生器(AWG)的两大利器:实数和复数模式


  来源: 普源精电 RIGOL 时间:2021-09-10 编辑:清风
分享到:



随着科技和行业的进步,越来越多的专业用户对波形发生器的频率、波形和精度提出了更高的需求。函数发生器由于其架构灵活性的限制,逐渐不能满足日益增长的需求。在这样的背景下,任意波形发生器(AWG)作为一种新的仪器被设计和制造出来,来满足用户的需求。


背景知识


DG70000任意波形发生器共有四条输出通道,它们共用了一个可调输出时钟。在可调输出时钟的驱动下,通过数模转换器(DAC)将需要输出的内容逐一呈现在端口上。每个通道都可以工作在两种模式下,分为实数和复数模式。实数模式比较直接和简单,用户通过控制可变时钟的频率和波表的内容来精确控制输出的波形。实数模式下,波表里面有什么,机器就输出什么内容。


图1 DG70000及其输出通道


当任意波形发生器切换到复数模式时,波表也需要随之变化。复数模式所对应的波表为复数波表,该波表实质上由两个实数波表组成。见图2,这两个波表会被送入数字可控振荡器进行数字域混频并最终合成为一个信号。这个信号也会进入到数模转换器并在可变时钟的驱动下输出波形。


图2 任意波形发生器的复数模式实数


相较于实数模式,复数模式更为复杂和非直观一些。复数模式的基础为正交调制(IQ Modulation),这两个实数波表就是复数模式的基带内容,然后进入乘法器(混频器)和加法器输出最终信号。


图3 正交调制


我们假设这两个实数波表输出的内容为i(t)和q(t)这两个时域信号。将这两个时域信号输入IQ混频器后获得了公式1。最后将这两个公式相加并化简可以得到公式2。这也是最后运送到DAC进行输出的信号。可以看出,IQ基带信号能控制输出信号的相位和幅度。而在频域上,基带的内容被整体搬移到了NCO频率的附近。正是这种特性,赋予了复数模式极大的灵活性。



运用实践


看到这里,有人可能会有疑惑:实数和复数模式下,波表最终都化作一个通向DAC的数字序列,那复数模式到底还有什么存在的意义?为什么不能用实数模式替代复数模式呢?


事实上,复数模式和实数模式最大的区别在于:数字可控振荡器(NCO)和实时的计算过程。我们需要明确的是,无论是实数还是复数模式,DG70000的最大存储深度是1.5Gpts,数据带宽也是有限的。这些因素限制了实数模式的灵活性和信息载量。以下用两个例子说明它们之间的区别:


例1特性对比


1.5Gpts的实数波表,DG70000最多可以以10GSa/s的DAC速率输出。由于两倍内插的存在,波表的有效输出速率是5GSa/s。所以该波表的持续时间是0.3秒,覆盖了DC-2GHz的模拟带宽(第一奈奎斯特区域,Fs/2.5=2GHz,以下相同)。


当然用户也可以牺牲带宽来换取更高的持续时间,调小输出速率即可。而1.5Gpts的复数波表,分为两个750Mpts的实数波表,DG70000最多可以以12GSa/s的DAC速率输出。此时,波表的有效输出速率为3GSa/s,持续时间为0.5s。基带带宽为DC-1.2GHz。通过NCO搬移后最高输出频率可以达到5GHz。


图4 最大输出频率下的实数和复数模式频率范围


可以发现是的,实数和复数模式的输出速率虽然近似,但是由于NCO的存在,最高输出频率和输出持续时间都优于实数模式。在频域信号方面,复数模式更占优势。而在复杂的宽带时域信号方面,实数模式更占优势,一个波表即涵盖了所有的内容,而不需要进行各种计算。


例2 波表截断


关键词:任意波形发生器 AWG 实数 复数模式    浏览量:1279

声明:凡本网注明"来源:仪商网"的所有作品,版权均属于仪商网,未经本网授权不得转载、摘编使用。
经本网授权使用,并注明"来源:仪商网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
本网转载并注明自其它来源的作品,归原版权所有人所有。目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如有作品的内容、版权以及其它问题的,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
本网转载自其它媒体或授权刊载,如有作品内容、版权以及其它问题的,请联系我们。相关合作、投稿、转载授权等事宜,请联系本网。
QQ:2268148259、3050252122。


让制造业不缺测试测量工程师

最新发布
行业动态
技术方案
国际资讯
仪商专题
按分类浏览
Copyright © 2006- 861718.com All rights reserved 版权所有 © 星球国际资讯集团 广州德禄讯信息科技有限公司
本站转载或引用文章涉及版权问题请与我们联系。电话:020-34224268 传真: 020-34113782

粤公网安备 44010502000033号

粤ICP备16022018号-4