СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №2/2015

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 39 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2015 генераторов сигналов произвольной формы. В самых последних моделях эта проблема в значительной степени решена для большинства применений. Например, генератор сигналов произ- вольной формыM8190A обеспечивает разрешение 14 бит при частотах дис- кретизации до 8 Гвыб/с и 12 бит – при частотах дискретизации до 12 Гвыб/с. За счёт этого обеспечивается возмож- ность генерации сигналов в полосах частот до 5 ГГц, свободных от эффекта наложения. Используя технику комби- нирования и преобразования частоты, можно получить даже более широкие полосы частот, свободные от эффекта наложения. Важным параметром при выборе генератора сигналов произвольной формы является динамический диапа- зон, свободный от паразитных состав- ляющих (SFDR). На него влияет разре- шение (число бит), обеспечиваемое цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) внутри генератора сигналов произвольной формы. Кроме того, он зависит от качества схемы преобразо- вания частоты, которая переносит сиг- нал произвольной формы в микровол- новый диапазон частот. Теоретически возможное прираще- ние SFDR составляет максимум 6,02 дБ на каждый бит разрешения ЦАП. Одна- ко на практике для ЦАП часто использу- ется термин «эффективное число бит» (ENOB), или «эквивалентное число бит». С учётом проблем, связанных с нели- нейностью преобразования ЦАП, дей- ствительное приращение SFDR на бит будет меньше, чем теоретическое зна- чение 6,02 дБ. Широкополосные ЦАП также несут потери из-за явления, которое харак- теризуется спадом плоской части АЧХ в пределах полосы пропускания, что ещё больше снижает динамический диапазон на высокочастотном конце полосы. Кроме того, функция дискре- тизации имеет спад характеристики по закону sinx/x. Поэтому частотная характеристика генератора сигналов произвольной формы спадает с увели- чением частоты; но поскольку этот спад является свойством, присущим функ- ции дискретизации, он не принима- ется во внимание при нормировании SFDR. Таким образом, если SFDR нор- мирован на уровне 75 дБ, это в общем случае относится к самой низкой часто- те полосы. На самой верхней частоте полосы динамический диапазон обыч- но ниже на 5–7 дБ. Г ЕНЕРАТОРЫ СИГНАЛОВ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ И ИСТОЧНИКИ СИГНАЛОВ КОМПАНИИ K EYSIGHT Достоинство генератора сигналов произвольной формы заключается в его способности воспроизводить практически любые формы сигналов, запрограммированные в его памяти. Генератор сигналов произвольной формы, который способен одновре- менно обеспечить и высокое разреше- ние, и широкую полосу частот, упро- щает моделирование ситуации, когда РЛС излучает, а цели рассеивают сиг- нал в пределах некоторого искусствен- но созданного испытательного полиго- на, имитирующего сотни кубических километров пространства. Кроме влияния числа бит и функции дискретизации на потерю SFDR, повы- шающее преобразование на частоту микроволнового диапазона приво- дит к ряду проблем при создании сиг- налов. Это повышающее преобразова- ние может выполняться либо внутрен- ними средствами источника сигнала, либо с помощью отдельного внешне- го устройства. При выполнении повы- шающего преобразования сигнала на нужную частоту с помощью гетероди- на (LO) с фиксированной частотой, используя смеситель и набор фильтров, гармоники гетеродина и продукты пре- образования комбинируются с полез- ным сигналом и создают внутриполос- ные комбинационные составляющие, которые могут существенно ограни- чить SFDR. Для получения данных о доплеров- ском сдвиге частоты или о скорости цели многие РЛС измеряют фазовые сдвиги от импульса к импульсу. Чтобы избежать добавления значительного уровня фазового шума при повышаю- щем преобразовании частоты, генера- тор сигналов должен также иметь низ- кий уровень фазового шума. Компания Keysight предлагает пол- ный набор генераторов сигналов и генераторов сигналов произволь- ной формы (см. рис. 1) с превосходны- ми характеристиками SFDR и фазового шума. Например, аналоговый генера- тор сигналов E8257D серии PSG име- ет лучшие в отрасли характеристики фазового шума: –143 дБн/Гц (тип.) для сигнала частотой 1 ГГц при отстрой- ке от несущей 10 кГц (опция UNY). Для повышающего преобразования анало- говый генератор серии PSG можно так- же сконфигурировать с внутренним смесителем либо с внешним смесите- лем и удвоителем частоты. Микроволновый векторный генера- тор сигналов E8267D серии PSG име- ет входы I/Q-модуляции и обеспечи- вает перекрытие по частоте до 44 ГГц (и выше с внешними смесителями). Входы модуляции совместимы с гене- ратором сигналов произвольной фор- мыM8190A. Работая совместно, эти два прибора могут формировать сигналы с полосой 2 ГГц, с частотой до 44 ГГц и с превосходными характеристиками SFDR и фазового шума. Другим способом переноса частоты является прямое цифровое преобразо- Рис. 1. Генераторы сигналов произвольной формы Keysight