Tektronix AWG7000 User Manual [ru]

Генераторы сигналов произвольной формы

Серия AWG7000

Глубокая память

—

позволяет создавать длинные сложные последовательности

сигналов

Интуитивно понятный пользовательский интерфейс сокращает

время тестирования

Встроенный компьютер поддерживает работу в локальной

сети и оборудован приводом DVD, съемным жестким диском, портами LAN, eSATA и USB

Воспроизведение сигналов, захваченных осциллографами

и анализаторами спектра реального времени, в том числе с добавлением предыскажений

Импорт сигналов из программных приложений сторонних

производителей, например MathCAD, MATLAB, Excel и др.

Возможности и преимущества

Широкая полоса частот модуляции радиочастотных (РЧ) и

сверхвысокочастотных (СВЧ) сигналов

—

генерирование сложных широкополосных сигналов в

диапазоне частот до 9,6 ГГц

—

генерирование сигналов с шириной полосы модуляции

до 3,5 ГГц (по уровню –1 дБ)

Создание последовательностей и подпоследовательностей

сигналов

—

возможность создания бесконечных циклов сигналов,

переходов и условных ветвлений

—

расширенные возможности по моделированию

характеристик реальных сигналов

Возможность динамических переходов

—

создание сложных сигналов с откликом на изменение

внешних условий

Разрешение по вертикали до 10 бит

—

генерирование сигналов частотой до 1 ГГц с динамическим

диапазоном без паразитных составляющих 54 дБн

Области применения

Широкополосные РЧ/СВЧ сигналы для систем связи и

электронной аппаратуры военного назначения

—

прямой широкополосный выход РЧ/СВЧ несущей

с частотой до 9,6 ГГц

Высокоскоростные последовательные шины

—

скорость передачи для комбинированных последовательных

потоков данных до 6 Гбит/с (четырёхкратная передискретизация, с чередованием)

—

любые профили многоуровневых сигналов для

параметрического контроля временных параметров (джиттера) без внешних сумматоров мощности

Разработка и тестирование систем со смешанными сигналами

—

2 аналоговых канала плюс 4 маркерных выхода

Высокоскоростные источники данных/импульсов или тактовой

частоты с малым джиттером

Реальные, идеальные или искаженные сигналы — синхронное

формирование любых комбинаций искажений сигнала

Техническое описание

Уникальная производительность

Потребность в высокопроизводительных генераторах сигналов произвольной формы постоянно возрастает, а сфера их использования охватывает всё более широкий круг приложений. Лучшие в отрасли генераторы сигналов произвольной формы (ГСПФ, arbitrary waveform generators — AWG) серии AWG7000 компании Tektronix представляют собой передовой образец производительности, частоты дискретизации, качества сигнала и разрешения по времени. Возможность создавать, генерировать и воспроизводить идеальные, искаженные или реальные сигналы чрезвычайно важна в процессе разработки и тестирования новых устройств. Генераторы серии AWG7000 обладают частотой дискретизации 24 Гвыб./с при вертикальном разрешении 10 бит и являются лучшими в отрасли приборами, обеспечивающими формирование тестовых сигналов для решения сложных измерительных задач. Они позволяют легко генерировать очень сложные сигналы и при этом полностью контролировать все характеристики.

Возможности генераторов серии AWG7000 были значительно расширены в результате добавления некоторых важных функций:

Редактор формул

Текстовый редактор ASCII, который использует текстовые строки для создания форм сигналов путём загрузки, редактирования и компилирования файлов уравнений. Редактор обеспечивает управление процессом и гибкость при создании более сложных форм сигналов с использованием параметров, задаваемых пользователем.

Создание последовательностей и подпоследовательностей сигналов

Позволяет формировать бесконечные циклы сигналов, переходы и условные ветвления, в результате чего обеспечивается генерирование более длинных структур, пригодных для воспроизведения поведения реальных передатчиков последовательных потоков данных.

Динамические переходы

Формирование сложных сигналов благодаря способности динамически переходить на любую заранее определённую метку в сигнальной последовательности. Пользователь может установить до 256 меток различных переходов, которые соответствуют изменениям внешних условий.

Генерирование широкополосных РЧ сигналов

Создание РЧ сигналов становится все более и более сложным, что вызывает дополнительные трудности для разработчиков РЧ устройств при точном формировании сигналов, необходимых для проверки соответствия и параметрического контроля. В сочетании с программным обеспечением RFXpress, генераторы серии AWG7000 могут решить эти сложные проблемы. RFXpress представляет собой программный пакет, предназначенный для цифрового синтеза модулирующих сигналов, а также сигналов

Рис. Радарные импульсы, созданные с помощью генератора серии AWG7000 и ПО RFXpress.

промежуточной и радиочастоты. ПО RFXpress способствует полному использованию возможностей генераторов серии AWG, благодаря чему реализуется новый подход к генерации широкополосных сигналов. Совместное использование AWG7000 и RFXpress обеспечивает инженеров «полосой по требованию», то есть возможностью генерировать широкополосные сигналы с полосой модуляции до 3,5 ГГц (по уровню –1 дБ) в пределах частотного диапазона 9,6 ГГц.

Потребности новейших цифровых радиочастотных технологий зачастую выходят за рамки возможностей существующих измерительных приборов, так как требуют генерации широкополосных быстроизменяющихся сигналов, все чаще применяемых во многих беспроводных приложениях, таких как радары, РЧ связь, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM) и сверхширокополосная (СШП, UWB) радиосвязь. При использовании совместно с RFXpress генераторы серии AWG7000 поддерживают широкий диапазон видов модуляции, что упрощает задачу создания сложных РЧ сигналов. Приборы серии AWG7000 обеспечивают возможность генерирования модулирующих сигналов и сигналов промежуточной частоты (ПЧ), а также прямой генерации РЧ сигналов.

Создание радиолокационных сигналов

Создание современных радиолокационных сигналов часто требует от ГСПФ исключительной производительности с точки зрения частоты дискретизации, аналоговой полосы пропускания и памяти. Генераторы Tektronix серии AWG7000 стали новым отраслевым стандартом для генерирования современных радиолокационных сигналов, обеспечивая ширину полосы модуляции до 3,5 ГГц (по уровню –1 дБ). Поддерживая частоту дискретизации до 24 Гвыборок/с, генераторы серии AWG7000 позволяют осуществлять прямую генерацию РЧ сигналов, которые ранее невозможно было получать с помощью ГСПФ. В случаях, когда требуется формирование IQ данных, AWG7000 обеспечивают возможность передискретизации сигнала, тем самым улучшая его качество.

2 www.tektronix.com

Рис.

Сигналы WiMedia легко создаются с помощью генератора

AWG7000 и ПО RFXpress

Генераторы AWG7000 и ПО RFXpress являются идеальным решением для создания сложных радиолокационных сигналов. Пользователи имеют возможность с максимальной гибкостью создавать собственные наборы радиолокационных импульсов. С помощью генераторов сигналов произвольной формы можно легко создавать сигналы с различными типами модуляции, такими как линейно-частотная модуляция (ЛЧМ), коды Баркера и полифазные коды, шаговая частотная или нелинейная частотная модуляция; при этом широкая функциональность и гибкость ПО RFXpress позволяют формировать сигналы с заданными пользователем типами модуляции. Использование AWG совместно с RFXpress даёт возможность генерировать последовательности со смещёнными импульсами для устранения неоднозначности по дальности и допплеровской частоте, моделировать скачкообразную перестройку частоты в системах противодействия радиоэлектронной борьбе, а также межимпульсное колебание амплитуды для имитации целей Сверлинга, включая сканирование диаграммы направленности антенны и многолучевое распространение.

Создание типичных OFDM сигналов

В современном беспроводной мире ортогональное частотное разделение сигналов с мультиплексированием (OFDM) становится наиболее предпочтительным методом модуляции для передачи больших объёмов цифровых данных на короткие и средние расстояния. Необходимость наличия широкой полосы пропускания и нескольких несущих вызывает серьёзные трудности для инженеров, которым нужно создавать OFDM сигналы для тестирования РЧ приёмников. При формировании сигнала OFDM генераторы серии AWG7000 совместно с ПО RFXpress позволяют сконфигурировать каждую из его составных частей. При сборке полного OFDM кадра инженеры могут создавать сигналы посимвольно, либо с помощью

Генераторы сигналов произвольной формы – серия AWG7000

программного обеспечения RFXpress выбрать значения по умолчанию для некоторых аспектов сигнала. Объединение возможностей AWG и RFXpress позволяет осуществлять кодирование данных в различных форматах, включая коды Рида-Соломона, свёрточное кодирование и скремблирование. Кроме того, пользователи имеют возможность задавать для каждой поднесущей в OFDM символе параметры, которые могут быть настроены независимо для типа, модуляции и базовых данных. Программное обеспечение RFXpress обеспечивает доступ ко всем параметрам OFDM сигнала через специальную таблицу символов, в которой приводятся сводные данные по всем несущим в выбранном символе. Пакеты/кадры OFDM могут создаваться путём определения интервалов между символами/кадрами, а части OFDM пакетов могут быть выделены за счёт добавления стробированного шума.

UWB-WiMedia (UWBCF/UWBCT)

Сверхширокополосная беспроводная связь (СШП, UltraWideband — UWB) — это быстроразвивающаяся технология, предназначенная для использования в качестве ближней радиосвязи малой мощности. Одним из приложений, вызвавших появление перспективной технологии UWB связи, является беспроводная универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus, USB). Для СШП радиосвязи, так же как и для стандартного OFDM радио, необходима широкая полоса сигнала и несколько несущих. Вместе с тем, в СШП устройствах применяются очень короткие импульсы, а значение спектральной плотности мощности при передаче сигнала находится вблизи уровня собственных шумов (теплового шума), что может серьёзно затруднить создание тестовых СШП сигналов. К счастью, генераторы серии AWG7000 и ПО RFXpress предлагают оптимальное решение по созданию тестовых СШП сигналов.

Генераторы серии AWG7000 и ПО RFXpress позволяют синтезировать в цифровой форме и генерировать сигналы UWB спектра. И для специализированных СШП сигналов, и для сигналов, соответствующих последней спецификации WiMedia, генераторы серии AWG7000 дают возможность воссоздавать сигналы, которые требуются для скачкообразного изменения полосы в реальном времени в диапазоне частот модуляции более 1,6 ГГц. Программное обеспечение RFXpress поддерживает полный контроль параметров СШП сигналов, включая синхронизирующие последовательности преамбулы, покрывающие последовательности и частотно-временные коды. Для приложений WiMedia обеспечивается генерация всех шести групп диапазонов (от BG1 до BG6) в виде IQ, ПЧ или в виде прямого синтеза РЧ сигналов, что дает три различных способа создания сигналов или преобразования их частоты с помощью функциональных возможностей AWG7000.

www.tektronix.com 3

Техническое описание

Рис. Цифровые данные с искажениями легко создаются с помощью генератора AWG7000 и ПО SerialXpress.

Генерация высокоскоростных последовательных сигналов

Последовательные сигналы целиком состоят из единиц и нулей — двоичных данных. Ранее для создания цифровых сигналов инженеры использовали генераторы данных. С увеличением тактовой частоты эти простые последовательности единиц и нулей стали всё больше походить на аналоговые сигналы из-за присутствующих в цифровых данных аналоговых явлений. Нулевое время нарастания и абсолютно плоские вершины — «как в учебнике» — в реальных цифровых сигналах не существуют. Реальная электронная обстановка содержит шумы, джиттер, перекрёстные помехи, распределённые реактивные сопротивления, колебания напряжения источников питания и другие дефекты. Всё это оказывает негативное влияние на сигнал. Реальный цифровой «меандр» редко напоминает свой теоретический эквивалент. Генераторы AWG7000 являются аналоговыми источниками сигнала и представляют собой идеальное решение «всё в одном», позволяющее создавать потоки цифровых данных и имитировать аналоговые дефекты, которые имеют место в реальных условиях. В генераторах серии AWG7000 используются методы прямого синтеза, которые обеспечивают формирование сигналов, моделирующих эффекты прохождения сигнала по линии передачи. Время нарастания, форма импульса, задержка и искажения — всё это можно регулировать с помощью приборов серии AWG7000. При их использовании совместно с пакетом программного обеспечения SerialXpress инженеры имеют возможность

Рис. Цифровые данные с компенсацией предыскажений, созданные с помощью генератора AWG7000 и ПО SerialXpress..

контролировать любые параметры цифровых сигналов, передаваемых со скоростью до 6 Гбит/с.

ПО SerialXpress является интегрированным программным обеспечением, которое позволяет приборам серии AWG7000 вносить в цифровые данные разнообразные аномалии, в том числе джиттер (случайный, периодический, синусоидальный), шум, искажения коэффициента заполнения (DCD), пред- и постиcкажения и их компенсацию, межсимвольные помехи (ISI), а также осуществлять генерацию тактовой частоты с распределенным спектром (SSC). С помощью эталонных файлов, загруженные в SerialXpress, обеспечивается эмулирование условий передачи как в электронных платах, так и в кабелях. Решение на основе генераторов AWG7000 и ПО SerialXpress обеспечивает создание базовых шаблонов сигналов для множества современных стандартов, таких как SATA, Display Port, SAS, PCI-E, HDMI, USB и Fibre Channel.

Для приложений высокоскоростной последовательной передачи данных генераторы серии AWG7000 предлагают лучшее в отрасли решение проблем по генерации тестовых сигналов. В последние годы с такими проблемами всё чаще сталкиваются разработчики цифровых устройств, перед которыми стоят задачи по тестированию, контролю и отладке сложных цифровых систем. Файловая архитектура этих приборов использует метод прямого синтеза для создания сложных потоков данных и обеспечивает пользователям простоту, воспроизводимость и гибкость, необходимые для решения самых сложных задач по генерации сигналов для приложений высокоскоростной последовательной передачи данных.

4 www.tektronix.com

Генераторы сигналов произвольной формы – серия AWG7000C

Технические характеристики

Определения

Нормируемые технические характеристики (не помечаются) — характеристики прибора с пределами допустимого

отклонения, значения которых гарантированы потребителю. Нормируемые технические характеристики проверяются в процессе производства и при поверке прибора путём прямых измерений значений параметров (раздел «Проверка производительности» Руководства по эксплуатации).

Типовые характеристики (помечаются как тип.) — характеристики прибора, представленные как типовые, но не гарантируемые показатели производительности. Данные значения параметров не гарантируются, но большая часть приборов будет иметь производительность на указанном уровне. Типовые характеристики не проверяются в процессе производства или при поверке прибора (раздел «Проверка производительности» Руководства по эксплуатации).

Номинальные характеристики (помечаются как ном.) — характеристики прибора, обеспечиваемые конструкцией прибора. Номинальные характеристики не гарантируются, поэтому они не проверяются в процессе производства или при поверке прибора (раздел «Проверка производительности» Руководства по эксплуатации).

Технические характеристики AWG7122C

Общие характеристики

Стандартная комплектация С опцией 06

Параметр

Цифро-аналоговый преобразователь

Частота дискретизации (ном.) от 10 Мвыб./с до 12 Гвыб./с (2 канала) от 12 Гвыб./с до 24 Гвыб./с (1 канал) Разрешение (ном.) 10 бит (без маркеров) или 8 бит (с маркерами)

Спад частотной характеристики Sin (x)/x

по уровню −1 дБ 3,1 ГГц 6,2 ГГц

по уровню −3 дБ

Нормальный выход:

с усилителем

Прямой выход:

без усилителя

5,3 ГГц 10,6 ГГц

Широкая полоса:

прямой выход ЦАП

Чередование: прямой выход ЦАП,

установка нуля включена/выключена

www.tektronix.com 5

Техническое описание

Частотные характеристики

Стандартная комплектация С опцией 06

Параметр

Выходные частотные характеристики

Выходная эффективная частота Fmax определяется как «Частота дискретизации/Коэффициент передискретизации» или «Частота дискретизации /2,5»

Fmax 4,8 ГГц 9,6 ГГц

Эффективное время переключения частоты (Ts)

в стандартной комплектации 106 мкс 106 мкс с опцией 08 208 пс 104 пс

Полоса модуляции

по уровню −1 дБ (тип.)

по уровню −3 дБ (тип.)

Нормальный выход:

с усилителем

Минимальное время переключения частоты (между выбранными частотами F1 и F2) определяется как «1/ Fmax»

Полоса модуляции определяется как комбинация спада частотной характеристики Sin (x)/x и полосы времени

нарастания, совместно скорректированных по уровню <1 дБ внешним измерением и калибровкой

до 420 МГц до 1,7 ГГц до 2,5 ГГц

до 740 МГц до 2,9 ГГц до 4,3 ГГц

Прямой выход:

без усилителя

в соответствующем частотном диапазоне

Широкая полоса:

прямой выход ЦАП

(только для опции 08)

Чередование: прямой выход ЦАП,

установка нуля включена/выключена

до 3,5 ГГц (уст. нуля вкл.)

до 2,5 ГГц (уст. нуля выкл.)

до 6,2 ГГц (уст. нуля вкл.)

до 4,3 ГГц (уст. нуля выкл.)

Рис. Частотная характеристика AWG7122C (тип.)

6 www.tektronix.com

Генераторы сигналов произвольной формы – серия AWG7000C

Стандартная комплектация С опцией 06

Параметр

Выходные амплитудные характеристики

Амплитуда Уровни амплитуды измеряются на несимметричных выходах

диапазон (ном.)

разрешение (ном.) 0,01 дБ погрешность ±0,3 дБ (на уровне −2 дБм, без смещения)

Неравномерность выходной характеристики Математически корректируется по параметрам спада частотной характеристики по закону Sin (x)/x,

Неравномерность (тип.) ±1,0 дБ (от 50 МГц до 4,8 ГГц) ±2,5 дБ (от 50 МГц до 9,6 ГГц)

Нормальный выход:

с усилителем

Прямой выход:

без усилителя

Широкая полоса:

прямой выход ЦАП

Чередование: прямой выход ЦАП,

установка нуля включена/выключена

При использовании дифференциальных выходов (обоих) уровень амплитуды будет на 3 дБм выше

от −22 до 10 дБм от −22 до 4 дБм от −2 до 4 дБм

от −2 до 4 дБм (уст. нуля вкл.)

от −8 до −2 дБм (уст. нуля выкл.)

не корректируется методами внешней калибровки

Рис. Неравномерность частотной характеристики (тип.) AWG7122C в стандартном и широкополосном исполнении

Рис. Неравномерность частотной характеристики (тип.) AWG7122C в режиме чередования

www.tektronix.com 7

Техническое описание

Временные характеристики

Стандартная комплектация С опцией 06

Параметр

Параметры передачи данных

Скорость передачи данных Скорость потока цифровых данных определяется как «Частота дискретизации/(4 точки на цикл)»,

Скорость передачи (ном.) 3 Гбит/с 6 Гбит/с

Характеристики времени нарастания/спада

Время нарастания/спада Время нарастания/спада измеряется по уровням 20% и 80% и составляет 0,75 от отраслевого стандарта,

Tr/Tf 350 пс 75 пс 35 пс 42 пс

Полоса времени нарастания Полоса, рассчитанная по параметрам времени нарастания (0,26/Tr, предполагаемый гауссов переход)

полоса Tr по уровню −1 дБ (тип.) 430 МГц 2,0 ГГц 4,3 ГГц 3,6 ГГц полоса Tr по уровню −3 дБ (тип.) 750 МГц 3,5 ГГц 7,5 ГГц 6,2 ГГц

Фильтр нижних частот фильтр Бесселя,

Выходные амплитудные характеристики

Амплитуда Уровни амплитуды измеряются между (+) и (−) дифференциальных выходов

диапазон (ном.)

разрешение (ном.) 1,0 мВ погрешность

Смещение

диапазон (ном.) ±0,5 В разрешение (ном.) 1,0 мВ погрешность ±(2,0% от смещения ±10 мВ)

Нормальный выход:

с усилителем

Прямой выход:

без усилителя

Широкая полоса:

прямой выход ЦАП

Чередование: прямой выход ЦАП,

установка нуля включена/выключена

что позволяет генерировать любые искажения

определяемого по уровням 10% и 90%

на выходе аналоговой схемы с учетом кабелей

50 МГц и 200 МГц

Для несимметричных выходов уровень амплитуды будет составлять половину от указанных ниже величин

от 100 мВ

до 4,0 В

п-п

от 100 мВ

п-п

±(3% от амплитуды ±2 мВ) на уровне 0,5 В, без смещения

2,0 В

до

п-п

от 1,0 В

до 2,0 В

п-п

от 1,0 В

от 500 мВ

до 2,0 В

п-п

до 1,0 В

п-п

±(4% от амплитуды ±2 мВ) — уст. нуля вкл.

±(8% от амплитуды ±2 мВ) —уст. нуля выкл.

на минимальной амплитуде

(уст. нуля вкл.)

п-п

(уст. нуля выкл.)

п-п

8 www.tektronix.com

+ 18 hidden pages