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(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)帶寬以滿足類似于視頻點(diǎn)播系統(tǒng)對(duì)服務(wù)的需求，都在推動(dòng)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(wú)論是消費(fèi)行業(yè)對(duì)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(guò)程，這中間需要考慮包括信號(hào)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(hào)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(duì)的是一個(gè)很糟糕的信號(hào)，那就必須要對(duì)基礎(chǔ)硬件設(shè)施進(jìn)行投入，以補(bǔ)償信號(hào)衰落等效應(yīng)。然而更容易的做法是對(duì)正確的測(cè)試工具進(jìn)行投資，以產(chǎn)生非常精確、高分辨率的信號(hào)。即使在使用最壞情況下的信號(hào)，來(lái)測(cè)試設(shè)備的極限狀態(tài)。
任意波發(fā)生器（AWG）是目前市場(chǎng)上最靈活、用途最廣泛的測(cè)試儀器。無(wú)論是被整合在其他儀器或系統(tǒng)中，如高性能信號(hào)發(fā)生器或比特率誤碼測(cè)試儀（BERT），還是以單獨(dú)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(hào)，以及對(duì)信號(hào)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(duì)復(fù)雜信號(hào)和高帶寬的需求。
這是因?yàn)?，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(lái)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(hào)帶寬。但是您仍然需要在不妥協(xié)分辨率的情況下，來(lái)達(dá)到更高的信號(hào)帶寬。
在M8190A上實(shí)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(shí)間，向?qū)嶒?yàn)室和研發(fā)部門(mén)投入了巨資研發(fā)出來(lái)的，使用的是由安捷倫測(cè)試研究實(shí)驗(yàn)室和高速數(shù)字研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同開(kāi)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(chǎng)三年的雙極CMOS（BiCMOS）硅鍺工藝實(shí)現(xiàn)的。
安捷倫公司副總裁電子測(cè)量事業(yè)部數(shù)字測(cè)試部總經(jīng)理Siegfried Gross介紹說(shuō)，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(guò)軟件可切換技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種軟件可切換技術(shù)允許客戶根據(jù)不同的測(cè)試需求，調(diào)整任意波發(fā)生器的速度和分辨率，來(lái)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(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（ SFDR），而目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的產(chǎn)品只能提供不超過(guò)50dB的動(dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先的性能。這項(xiàng)創(chuàng)新性的技術(shù)使得工程師不必在輸出信號(hào)的高分辨率和高帶寬之間做折中，從而使得測(cè)試結(jié)果更加可靠，增加測(cè)試的可重復(fù)性，因此也就減少了工程師對(duì)模擬輸出波形中毛刺的誤判。
M8190A所具有的優(yōu)勢(shì)還包括，每通道能夠同時(shí)提供14 比特分辨率,高達(dá) 5 GHz 模擬帶寬；2G采樣波形存儲(chǔ)空間，能夠構(gòu)造更加真實(shí)的測(cè)試信號(hào)方案；采用緊湊的 AXIe模塊化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)抗領(lǐng)域的應(yīng)用
對(duì)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(diǎn)是具有更好的校正精度，更廣闊的體掃描范圍和更高的動(dòng)態(tài)范圍用來(lái)檢測(cè)低電平信號(hào)。對(duì)于臨近的多目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，高分辨率是一個(gè)非常通用的要求。信號(hào)方案的仿真是至關(guān)重要的，可以推動(dòng)雷達(dá)和電子對(duì)抗戰(zhàn)的設(shè)計(jì)。
通用的雷達(dá)信號(hào)有時(shí)間選通脈沖和線性調(diào)頻兩種。需要脈沖整形包絡(luò)來(lái)消除頻率“飛濺”。頻率“飛濺”是由于時(shí)域上的脈沖在突然打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)，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(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍和很低的諧波失真性能，在提供高分辨率的同時(shí)，也能提供高帶寬。M8190A獨(dú)特的性能使得雷達(dá)、衛(wèi)星通信以及電子對(duì)抗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者能夠進(jìn)行重復(fù)可靠的測(cè)試，并且可以生成高度真實(shí)性的測(cè)試信號(hào)方案來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試。
案例二：M8190A在衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用
對(duì)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(hào)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(cè)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(hào)，并具有高達(dá)89 dBc的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍。具有這樣高質(zhì)量的單音信號(hào)很容易能夠在數(shù)百個(gè)單音信號(hào)中分辨出來(lái)。
當(dāng)本文截稿時(shí)，安捷倫又推出了旗下PXA信號(hào)分析儀。安捷倫稱，這是一款業(yè)界最高性能的毫米波信號(hào)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(yíng)銷經(jīng)理Susan Owen表示，PXA 可靠的硬件設(shè)計(jì)可以提供出色的靈敏度和寬動(dòng)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(lái)消除失真噪聲和進(jìn)一步拓展動(dòng)態(tài)范圍。因此，PXA 可以在大信號(hào)存在情況下測(cè)量最小的信號(hào)，更精確地進(jìn)行毫米波信號(hào)測(cè)試?？芍С钟脩糸_(kāi)發(fā)最先進(jìn)的雷達(dá)、監(jiān)測(cè)和無(wú)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(kāi)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(yùn)行業(yè)的新型成像技術(shù)。