Neue DAC-Technologien Arbiträr-Signalgeneratoren für hochwertige HF-Signale

Direkte Signalerzeugung

Bild 3 stellt das komplexe Ausgangsspektrum eines DAC dar. In jeder Hälfte des Abtastratenintervalls gibt es ein Abbild des Signalspektrums. Diese Intervalle werden als Nyquist-Bänder bezeichnet und das Spektrum wird jeweils in den Bändern der ganzzahligen Ordnung invertiert. Durch die Verwendung eines passenden analogen Filters und Verstärkers nach dem Ausgang des DAC können diese Abbilder genutzt werden, um Signale mit höheren Frequenzen direkt zu erzeugen. Dabei sind die Einschränkungen zu beachten, die sich durch den Sinc-Amplitudenabfall ergeben. Darüber hinaus müssen bei der direkten Signalerzeugung in den Nyquist-Bändern der höheren Ordnung auch das Grundrauschen des DAC und die unerwünschten Produkte berücksichtigt werden, die den Dynamikbereich einschränken können.

Bild 4 zeigt die Zeitbereichsmessung des zweiten Nyquist-Abbilds eines 20-ns-Gauß-Pulses, der mittels einer komplexen Modulation mit invertiertem Vorzeichen des Q-Basisbandsignals erzeugt wurde. Der AWG-Takt wurde auf 3,584 GHz gesetzt, der DDR-Modus wurde aktiviert und die Basisband-Signaldaten wurden mit einem Faktor 2 interpoliert, sodass die Abtastrate der I- und Q-Signale auf 1,792 GSa/s und die Endabtastrate auf 7,168 GSa/s gesetzt wurde. Die NCO-Frequenz wurde auf 2,168 GHz eingestellt, was das zweite Nyquist-Abbild mit einer Mittenfrequenz von 5 GHz produziert. Für diese Messung wurden keine externen Filter oder Verstärker genutzt, es erfolgte aber eine Nachbearbeitung des erfassten Signals mit Hilfe eines 350 MHz breiten digitalen FIR-Bandfilters mit 5 GHz Mittenfrequenz, um das Basissignal zu entfernen.

Die Amplituden- und Phasenverzerrungen durch die Frequenzantwort des AWG und der externen Komponenten können auf der digitalen Ebene des Signalpfads kompensiert werden, indem die I- und Q-Signale einen FIR-Filter durchlaufen. Bild 5 zeigt ein solches Filter mit 5 GHz Mittenfrequenz, das auf ein Mehrton-Signal im zweiten Nyquist-Band angewandt wird. Dieses Signal wurde ebenfalls mit dem komplexen Modulator und demselben AWG erzeugt, die auch für die Gauß-Impulse verwendet wurden.