产品的技术指标包括以下几类_技术指标有哪些

(28) 2024-09-26 22:01:01
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通过了解任意波形发生器(AWG)的关键技术指标,有助于让您做出明智的采购决策。您需要知道如何对各类 AWG 和不同厂商的存储器、采样率、动态范围和带宽进行比较。本文将要探讨 任意波形发生器(AWG) 的技术指标,旨在帮助您更深入的理解这些指标。

存储器大小

存储器大小指的是可用于存储长串用户自定义波形的存储器容量。该技术指标的单位为千兆样点(Gsa)。数据被馈入数模转换器(DAC)中,生成所需信号的电压阶跃表示。为了精确地创建已定义的信号,就会需要高采样率和大存储器。

采样率

采样率是 DAC 在给定时间间隔内可以采样的样点数量。该技术指标的单位为千兆样点/秒(Gsa/s)。采样率决定了任意波形发生器输出信号的最大频率分量。采样率也可以用其他术语来表示,如“时钟速率”和“样点访问速率”。下面这个公式可以用来理解存储器大小和采样率之间的关系。

存储器/采样率 = 播放时间

从上式可以看出,采样率越高,使用的内存就越多,播放时间也就越短。播放时间决定了 AWG 可以生成的独特波形的总长度。这个播放时间长度也称为重复前的持续时间。例如,存储器大小为 256 kSa,采样率为 64 GSa/s 的话,播放时间为 4 微秒。这个码型不是很长,这也是它需要大量内存才能获得更多播放时间的原因。

动态范围 — 垂直分辨率(ADC 位数)

这是 DAC 的输出,它表示为电压与垂直分辨率位数的比。该值用相对于载波幅度的分贝数(dBc)来表示。例如,8 位 DAC 可以输出 2 到 8 位的垂直分辨率,或产生所需波形的 256 个不同的电压电平。在比较不同品牌的任意波形发生器 ADC 位数技术指标时,我们务必要了解,ADC 每增加一位,垂直分辨率会翻倍。

带宽

任意波形发生器的输出限定为特定的上端输出频率。任意波形发生器的带宽是它能够可靠地提供的频率输出范围。该值也称为“数据速率”,以千兆位/秒(Gb/s)表示。请注意,带宽由采样率决定,但它们之间不是一对一的关系。我们来看看为什么会出现这种情况。

DAC 必须在存储器中准确地创建信号,并且在每个周期需要产生至少两个数据点。这就是所谓的奈奎斯特理论。因此,采样率为 1 GHz 的话,DAC 的输出为 500 MHz,即采样率的一半。

DAC 输出信号不是平滑的正弦波,而是存储器中用电压阶跃表示的码型。因此,DAC 输出需要进行滤波。在任意波形发生器内,滤波通过重建滤波器完成,该滤波器可产生平滑的正弦波。然而,采用这种类型的滤波有一定的代价,采样率与 AWG 输出频率的比值要额外损失 10%。您可以参考下面的公式。例如,上述 1 GHz 采样率会使得任意波形发生器的最大输出频率达到 400 MHz。

最大任意波形发生器输出频率 = 采样率 x 40%

无杂散动态范围(SFDR)

该值在频域中测量,是从选定频率到所述带宽内最高可见杂散或谐波的距离,用 dB 表示。该值以相对于选定频率幅度的分贝数表示。下图 1 中的屏幕截图所示为屏幕中心的 任意波形发生器(AWG) 输出频率的示例,左侧的杂散比振幅低 94.54 dB。

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图 1:相对于杂散的中心频率

有效位数(ENOB)

有效位数来自 DAC 位数。由于谐波、杂散信号和 任意波形发生器(AWG) 本底噪声的影响,有效位数小于 DAC 位数。请注意,该技术指标会改变 AWG 的带宽,您应当查看如下图一样的 ENOB 与频率图,获得与您选择的信号输出频率相关的值。请注意,下图 2 中的图表参考了一个 14 位系统。但是,您可以看到,在受到信噪比失真(SINAD)的影响之后,接收机在 1.5 GHz 的实际分辨率位数降低到了大约 9 位。

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图 2:频率上的 ENOB 曲线

有效位数 ENOB 是一个很好的技术指标,能够在考虑对信号质量的影响后查看 AWG 的实际性能。有效位数 ENOB 可以根据以下公式来测量或计算。请注意,SINAD 是总信号功率与意外信号噪声之间的比值。

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波形抖动

波形的抖动会导致边沿和电压电平不对齐。这样可能会导致 AWG 将数据误差注入您的系统。抖动值通常以同步时钟和直接数据输出之间的 ps 峰峰值表示。

是德科技的任意波形发生器产品组合

了解任意波形发生器 AWG的关键技术指标规格,为您的应用选择合适的发生器:

• 存储器、采样率和播放时间相互关联

• 带宽与采样率不会匹配,但应该是采样率的 60%

• 相比 ADC 位数,ENOB 可以更好地表示分辨率

• 将抖动技术指标考虑在内,以确保真实的信号保真度

如果您有兴趣了解是德科技任意波形发生器的更多信息,请访问:

Arbitrary Waveform Generators​www.keysight.com

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