如果令I(lǐng)Q基帶信號(hào)為一對(duì)正交的正弦波，代入i（t）和q（t）并進(jìn)行化簡，可以發(fā)現(xiàn)基帶信號(hào)被NCO整體上變頻，并且最終輸出為一個(gè)正弦單音信號(hào)。讓我們以輸出一個(gè)正弦信號(hào)為例，來直觀感受復(fù)數(shù)模式下NCO和實(shí)時(shí)計(jì)算帶來的一些特性區(qū)別。

我們知道，任意波形發(fā)生器的最終輸出取決于波表的內(nèi)容和輸出采樣率。如果想要獲得良好的輸出質(zhì)量（正弦波），應(yīng)該如圖5中所示的樣子，沒有離散和突變的點(diǎn)出現(xiàn)。

圖5 使用整倍數(shù)生成實(shí)數(shù)波表輸出

一般來說，實(shí)數(shù)模式下都可以通過調(diào)節(jié)波表輸出速率為目標(biāo)頻率的整倍數(shù)（或有限小數(shù)倍數(shù)）來解決。如果每周期點(diǎn)數(shù)是無限小數(shù)，那么永遠(yuǎn)無法達(dá)到首尾良好銜接，就會(huì)出現(xiàn)波表截?cái)唷?/p> ?

圖5中展示了一個(gè)周期是4個(gè)點(diǎn)的情況，圖6中展示了一個(gè)周期是5.70125…個(gè)點(diǎn)這種狀況。如果此時(shí)建立一個(gè)有6個(gè)點(diǎn)的波表，那當(dāng)DG70000循環(huán)輸出波表到第7個(gè)點(diǎn)（黃色圓點(diǎn)）的時(shí)候，就會(huì)偏離原本的數(shù)值，引入相位抖動(dòng)噪聲（截?cái)啵?。而使用?fù)數(shù)模式的時(shí)候，所有的點(diǎn)（橙色方塊）都是通過基帶和NCO數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算得到的，其長度無窮無盡且精準(zhǔn)，就避免了這種狀況的發(fā)生。當(dāng)然，前提是復(fù)數(shù)基帶波表是波表輸出速率的整倍數(shù)。

圖6 使用小數(shù)倍數(shù)生成實(shí)數(shù)波表輸出和復(fù)數(shù)模式輸出

以下的例子展示了如何通過復(fù)數(shù)模式實(shí)現(xiàn)無雜散小數(shù)倍頻率輸出。在一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，需要給被測(cè)儀器同時(shí)提供100MHz和990MHz的正弦信號(hào)，然而這兩個(gè)信號(hào)是無法獲得一個(gè)共同的整倍數(shù)采樣率的。這意味這如果都采用實(shí)數(shù)模式輸出，其中某一個(gè)信號(hào)一定會(huì)帶有截?cái)嘣肼暋?/p> ?

這時(shí)候，就可以將DG70000的一個(gè)通道配置在復(fù)數(shù)模式，另一個(gè)通道配置在實(shí)數(shù)模式，輸出速率設(shè)置在5GSa/s。采用內(nèi)置插件編譯1MHz的基帶信號(hào)，然后設(shè)置NCO為989MHz將1MHz的基帶正弦信號(hào)搬移到990MHz。另一個(gè)通道可以直接用實(shí)數(shù)模式輸出100MHz的信號(hào)。此時(shí)可以同時(shí)在兩個(gè)通道輸出高質(zhì)量的無截?cái)嘣肼暤恼倚盘?hào)。

圖8 優(yōu)化了雜散的990MHz正弦信號(hào)（復(fù)數(shù)模式），5GSa/s

一、應(yīng)用場(chǎng)景

實(shí)數(shù)模式-時(shí)鐘源

許多測(cè)量測(cè)試的時(shí)候需要用到時(shí)鐘源，尤其是數(shù)字電路測(cè)試的時(shí)候。當(dāng)需要用到特定時(shí)鐘源的時(shí)候，可以使用DG70000系列任意波形發(fā)生器直接生成所需要的頻率、幅度的時(shí)鐘信號(hào)。同時(shí)兼容單端和差分信號(hào)輸出，支持多種接口模式，為用戶部署測(cè)試提供了便利。

應(yīng)用注意點(diǎn)

當(dāng)需要使用差分時(shí)鐘，比如LVDS、LVPECL等的時(shí)候，可以將通道切換到DC輸出鏈路并使用其差分輸出端口。當(dāng)僅僅使用單端時(shí)鐘時(shí)，可以將其中一個(gè)差分端口接上50歐姆負(fù)載。

實(shí)數(shù)模式能便利地生成不同的方波、正弦波和三角波等進(jìn)行測(cè)試。但是當(dāng)輸出頻率過高，單個(gè)周期內(nèi)的采樣點(diǎn)較少時(shí)，仍需要關(guān)注波形質(zhì)量。

圖9 使用DG70000系列任意波形發(fā)生器作為數(shù)字時(shí)鐘源

復(fù)數(shù)模式-時(shí)鐘源

在射頻應(yīng)用中，時(shí)鐘源需要關(guān)注頻譜質(zhì)量。一些應(yīng)用場(chǎng)景下，非整倍數(shù)實(shí)數(shù)波表可能會(huì)導(dǎo)致比較差得頻譜質(zhì)量。當(dāng)面對(duì)這種需求，可以考慮使用復(fù)數(shù)模式并借助數(shù)字可控混頻器來獲得更高質(zhì)量的信號(hào)。

應(yīng)用注意點(diǎn)

當(dāng)采用復(fù)數(shù)模式生成單頻率正弦信號(hào)時(shí)，可以使用內(nèi)置插件生成一個(gè)較低頻率的正弦基帶復(fù)數(shù)波表，比如1MHz。然后通過數(shù)字混頻器搬移到更高的頻率，當(dāng)混頻器被設(shè)置到999MHz時(shí)，通道即輸出一個(gè)1GHz的信號(hào)。

不推薦使用復(fù)數(shù)模式生成方波、三角波之類的波形。

圖10 使用DG70000系列任意波形發(fā)生器作為射頻時(shí)鐘源

一、總結(jié)

DG70000系列任意波形發(fā)生器憑借其5GHz模擬帶寬和12GSa/s的輸出速率，能覆蓋大部分的需求。實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)模式為用戶的使用提供了更多的便利性，在各種實(shí)驗(yàn)和測(cè)試環(huán)境下更加游刃有余。高級(jí)序列、多通道同步等功能更是為用戶在量子科技、無線通信、復(fù)雜場(chǎng)景模擬等多種應(yīng)用場(chǎng)景提供高品質(zhì)的信號(hào)輸出，從而應(yīng)對(duì)行業(yè)領(lǐng)先應(yīng)用帶來的挑戰(zhàn)。

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