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高达40 GHz,敏捷,相干,多输出的矢量信号源解决方案

发布时间:2021-09-27

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矢量信号源解决方案

  如今,矢量信号源解决方案数字调制方案在通信系统中得到普遍应用,对数据带宽需求的不断增加提高了对现代矢量信号源的信号纯度和调制带宽的要求。其他具有类似性能要求的应用包括无线电监控,干扰分析,雷达信号分析和电子战。

  为了满足这些苛刻的要求,AnaPico最近推出的APVSG系列矢量信号发生器(VSG)提供了高达40GHz的频率覆盖范围,并可用作单输出台式仪器或相位相干多输出机架式仪器。APVSG系列为产生高质量、复杂、宽带、数字调制信号提供了一种经济高效又灵活的工具。其每个输出通道都具备:

  内部波形存储高达512MS,32位采样,可存储数千个I/Q数据段。矢量信号源解决方案

  集成了异步重采样器的内部双通道任意波形发生器可输出16位样本,采样率高达500MSPS。

  专有的混合数字/模拟自校准I/Q调制器在±200MHz瞬时调制带宽上具有平坦的频率响应(图1),并具有良好的图像抑制和局部振荡器抑制功能。

  脉冲调制器的最小脉冲宽度为10ns,上升/下降时间为2ns,开关比大于80dB。

  在1GHz载波偏移100kHz时,单边带相位噪声为150dBc/Hz(图2)。矢量信号源解决方案

  优异的谐波和杂散抑制。

  亚微秒级的开关速度。矢量信号源解决方案

  为波束成形和量子计算应用提供相对相位稳定性和相位相干开关的选项。


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  图1:在几个载波频率下,整个调制带宽的数字调制平坦度


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  图2:I/Q开启时的单边带相位噪声

  矢量信号源具有模块化和可扩展的架构,由运行设备固件的Linux内核控制。每个仪器最多四个通道的多个仪器可以在高性能时钟系统中运行,在几十个通道之间提供出色的相位一致性。仪器可以在各种模式下运行,以支持不同的应用(矢量信号源解决方案图3)。


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  图3:APVSG框图

  I/Q数据回放

  用户定义的不同格式的I/Q数据文件可以使用附带的图形软件上传到仪器的内部存储器中(图4)。矢量信号源内部数据格式最多支持四个标记,以便使用TTL输出进行信号同步。除了AnaPico专有数据格式外,图形界面还支持其他文件格式,如CSV、Matlab和第三方供应商的I/Q格式,以一定限度地提高灵活性。预加载的波形可以按照用户定义的顺序和用户设置的采样率进行回放。

  图形界面还可用于对波形进行编程,如多音、用户定义的啁啾或宽带噪声;它还可以控制内部模拟调制器,矢量信号源包括用于脉冲序列的函数发生器和可选的实时编码器。


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  图4:APVSG图形界面截图

 选项

  APVSG矢量信号源有多种订购选项:

  快速扫频和啁啾(选件FS)——APVSG为非常快速的跳频、扫频和啁啾进行了优化。矢量信号源全频率范围内的频率切换时间小于1µs。支持脉冲啁啾、线性、多项式、指数和用户定义函数(图5)。


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  图5:400MHz调制带宽上1μs线性啁啾的截图

  快速控制端口(选件FCP)——APVSG可通过快速控制端口(FCP)进行控制,这是一个带有LVDS信号输入的可重新配置的并行端口。根据需求,FCP有四种使用场景:

  跳频或扫频。利用应用于FCP接口的频率、振幅和相位,用户可以在整个频率范围内实现非常快速的跳频——高于1MHz,并实时输入。矢量信号源解决方案

  低延迟的回放控制。预存的波形可以作为内存段寻址,并以低延迟(通常为200ns)触发立即播放。

  数字I/Q流。数字I/Q数据可直接应用于内部调制器,速度高达250MSPS。

  实时数据流。用户数据可以实时读取,并在内置调制方案之一上编码,如QAM或QPSK。矢量信号源解决方案

  内置模拟调制(选项MOD)——APVSG使用内部函数发生器产生高质量的幅度、频率和脉冲调制。宽带、高速、多音调FM、PM或AM可以与精确的相位同步脉冲调制相结合,脉冲宽度低至10ns,开关比>80dB。

  模拟I和Q数据输入(选件AIQ)——支持I和Q数据的外部模拟输入,信号带宽超过100MHz。

  内部I/Q发生器(选件IVM)——APVSG系列采用新颖的I/Q调制架构,提供快速、“用户友好”的波形生成(图3)。基带发生器支持纯数字数据的回放,以10MHz的符号率实时将数字符号映射到选定的I/Q星座中,将结果通过选定的脉冲整形滤波器产生最终波形,以全采样率实时更新,以驱动16位DAC。然后使用内部I/Q矢量调制器将该基带信号调制到射频载波上。符号可以是固定模式、来自内部源的PRBS数据、下载的用户列表或来自FCP数据端口的实时流。星座映射可以是用户定义的,数字滤波器包括用户定义的FIR。矢量信号源解决方案

  总结

  AnaPico的超敏捷的新APVSG系列矢量信号源具有宽调制带宽和灵活的工作模式。它们有单通道(台式)或多通道(机架式)两种形式,非常适合量子计算、雷达、无线通信、电子战、波束成形等需要高质量信号的应用。

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