現(xiàn)代 RF 系統(tǒng)如超導(dǎo)量子比特控制器、相陣?yán)走_(dá)、 MIMO 收發(fā)機(jī)、智能天線發(fā)射機(jī)和捷變?cè)綄拵U(kuò)頻通 信，都基于寬帶相干多通道結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)方法采用矢量 信號(hào)發(fā)生器及 IQ 調(diào)制器和模擬合成器生成 RF 信號(hào)， 大規(guī)模實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)存在校準(zhǔn)復(fù)雜度和成本，因而帶 來了巨大的局限性。為解決這個(gè)問題，市場(chǎng)上出現(xiàn)了 一種高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，提供了信號(hào)處理、調(diào)制和生成 功能。這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器能夠在微波頻率上直接合成復(fù) 雜的信號(hào)。它們還可以更簡便地實(shí)現(xiàn)多通道同步和校 準(zhǔn)，對(duì)擁有高通道密度的系統(tǒng)來說，成本要明顯低得 多，因?yàn)槠洳辉傩枰獜?fù)雜的模擬前端。例如，泰克 AWG5200系列任意波形發(fā)生器采用這種數(shù)模轉(zhuǎn)換器， 每臺(tái)儀器提供了多達(dá) 8 條同步通道，而且通過同步多 臺(tái)儀器，還可以進(jìn)一步擴(kuò)展通道數(shù)量。

這是一篇關(guān)于使用新型數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）技術(shù)克服射頻（RF）信號(hào)生成挑戰(zhàn)的白皮書，主要介紹了現(xiàn)代RF系統(tǒng)面臨的信號(hào)生成難題，以及如何通過新型高速DAC技術(shù)解決這些問題。以下是對(duì)這些核心內(nèi)容的簡要概述：

高速DAC與數(shù)字復(fù)雜調(diào)制器：

集成功能：現(xiàn)代高速DAC集成了數(shù)字信號(hào)處理功能，如FIR濾波器、數(shù)字插值和復(fù)雜調(diào)制。

AWG5200系列：該系列任意波形發(fā)生器使用16位高速DAC，具有數(shù)字復(fù)雜調(diào)制器和多速率插值功能。

直接RF信號(hào)生成：通過內(nèi)部NCO（數(shù)控振蕩器）和數(shù)字調(diào)制器，AWG5200可以直接生成高達(dá)5GHz的復(fù)雜調(diào)制RF信號(hào)。

高階奈奎斯特頻段中的直接信號(hào)生成：

奈奎斯特頻段：利用DAC的高階奈奎斯特頻段，通過適當(dāng)?shù)臑V波可以直接生成更高頻率的信號(hào)。

頻譜鏡像與濾波：通過選擇和濾波高階奈奎斯特頻段中的信號(hào)鏡像，可以擴(kuò)展信號(hào)生成的頻率范圍。

頻率響應(yīng)與噪聲：討論了DAC的頻率響應(yīng)、噪聲地板和雜散產(chǎn)物對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響。

使用NCO和外部混頻器進(jìn)行超外差上變頻：

超外差上變頻：在所需頻率超出DAC直接生成范圍時(shí)，使用NCO和外部混頻器進(jìn)行兩級(jí)上變頻。

兩級(jí)上變頻結(jié)構(gòu)：信號(hào)首先上變頻至中頻（IF），再通過外部混頻器上變頻至更高的RF頻率。

成本效益：與傳統(tǒng)的VSG相比，使用固定頻率LO和單通道AWG的成本更低，且信號(hào)質(zhì)量更高。

多通道系統(tǒng)的擴(kuò)展與同步：

多通道擴(kuò)展：通過同步多臺(tái)AWG5200儀器，可以進(jìn)一步擴(kuò)展通道數(shù)量。

共享LO源：多通道系統(tǒng)可以使用功率分配器共享單個(gè)LO源，簡化系統(tǒng)架構(gòu)。

相位鎖定：AWG通過相位鎖定環(huán)路（PLL）參考實(shí)現(xiàn)精確的頻率鎖定。

總結(jié)與結(jié)論：

直接生成與超外差上變頻：根據(jù)信號(hào)特性選擇合適的生成方法，如直接生成或超外差上變頻。

性能優(yōu)勢(shì)：新型DAC技術(shù)避免了IQ不平衡和載波泄漏問題，簡化了校準(zhǔn)過程。

應(yīng)用前景：新型DAC技術(shù)在多通道、高密度RF系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。