原创高速AWG全新DDS选项：生成多达20个正弦波！

 2024-4-15 10:34  339 3 3 分类: 测试测量文集: 射频测试

一、前言

近期，我们为现有的AWG板卡推出了全新的固件升级选项，为AWG板卡带来DDS模式。该功能允许一个生成器通道可以控制多达20个独立的、且频率高达400MHz的正弦波。这个新的固件选项，适用于灵活的16位AWG系列，该系列AWG最大采样率可达1.25GS/s，带宽能达到400MHz。

新升级选项允许用户在每张AWG板卡上定义23个DDS核心，这些核心可以配置路由到不同硬件输出通道上。每个DDS核心（或者说正弦波成分）可以分别设置频率、幅度、相位、频率斜率和幅度斜率。该功能可以帮助用户通过AOD（光调制器）和AOM（声光调制器）精确控制激光，而这正是量子实验中所需的典型操作。有了这个全新升级项后，用户只需使用简单的命令即可实现需要的功能，而无需进行大量的数据数计算。同样地，DDS输出也可以与外部触发事件同步，或者由具有6.4ns分辨率的可编程内置定时器进行触发。

DDS的全称是Direct Digital Synthesis（直接数字合成），是一种信号合成的方式，它参考单个固定频率参考时钟来产生任意周期的正弦波，该技术广泛应用于各种信号生成应用中。德思特AWG上的DDS功能通过添加多个“DDS核心”，实现生成多载波（多音调）信号，每个载波都有自己的明确频率、幅度和相位。因此，用户可以通过调整每个核心的参数来实现精细的信号定制。

图1：使用16个DDS核心输出时的频谱示例

二、在AWG中使用DDS技术的优势

德思特的板卡式AWG可以编程切换正常模式（根据预编程序数据生成波形）和DDS模式（仅需几个命令就能生成正弦波载波），具有极大的灵活性，DDS升级项帮助我们的AWG可以应用到更加广泛的场景当中。

在DDS模式下，我们的AWG成为了多音调DDS的基础平台。内置的4GB内存和快速DMA传输模式使其能以每秒高达1000万条命令的速度流式传输DDS指令！这种强大的功能使得用户能够使用简单易用的DDS命令实现自定义斜率（例如S型）以及多种调制类型（如FM和AM）。这样高度的灵活性让复杂信号的生成变得直观且高效。

三、DDS在量子实验中的应用

多年来，德思特的AWG已经在全球多个开创性的量子研究实验中得到了成功应用。自2021年起，我们成为了德国联邦教育和科研部（BMBF）资助项目“量子技术 - 从基础研究到市场”的一部分，并隶属于Rymax One联盟，该联盟的目标是构建一个量子优化器。DDS选项的研发正是源于联盟伙伴和其他世界各地研究机构的需求反馈。

德思特的AWG因其灵活性和快速流模式而被广泛应用，它能直接从GPU传输数据到AWG，从而实现从PC直接控制量子位。这种方式提供了对生成波形的全面控制，但缺点是需要大量的计算，这可能会减慢关键决策过程。相比之下，多音调DDS的功能则更加灵活，它可以大幅减少数据传输量，同时保持完整的控制。几乎量子研究所需的各种关键功能都可以由DDS选项提供。用户只需一个命令，就可以生成内在动态线性斜率函数，实现频率和幅度极其平滑的变化。

图2：在DDS模式下，只需要几个命令就能实现例如生成正弦波（橙色模块）、提升频率（蓝色模块）以及减小幅度（绿色模块）等功能

四、DDS技术在各领域中控制波形

在许多测试系统中，产生并精确控制波形至关重要。DDS选项为用户提供了一种简单且可编程的方式来生成一系列正弦波、实现频率扫描或产生各种频率和形状的精细参考。实际上，需要快速频率切换和精细频率调谐的应用非常广泛，它们分布在工业、医疗、成像系统、网络分析，甚至通信技术中。在这些技术中，数据经常通过载波上的相位或频率调制进行编码。

五、DDS选项的可用性

DDS选项目前已适配的AWG包括TS-M4i.66系列PCIe板卡、TS-M4x.66系列PXIe模块、便携式LXI/以太网TS-DN2.66系列设备和桌面级多通道LXI/以太网TS-DN6.66产品。只需进行固件更新，所有之前购买的66系列产品都能装上新版本的固件。相关编程可以通过随交付提供的现成驱动SDK完成，如Python、C++、MATLAB、LabVIEW等语言都有示例可供使用。

图3：已适配的AWG产品系列

END

高速AWG全新DDS选项助力更广泛的产品应用和更直观高效的信号生成，实现精确控制波形。欢迎随时联系德思特，咨询和购买该升级选项！

关于德思特

德思特是原虹科测试测量事业部孵化出来的独立公司，基于超过10年的业务沉淀，德思特公司专注提供电子测试/测量解决方案。主要业务范围涵盖：汽车电子仿真及测试、射频微波及无线通信测试、无线频谱监测与规划、无线通信（包括智能网联汽车无线通信、轨道交通、卫星通信、室内无线通信）、半导体测试、PNT解决方案、大物理和光电测试等。

核心成员具有9年以上的测试测量、无线通信及其他相关行业资历；技术团队获得世界五百强PNT解决方案合作伙伴Safran的GNSS技术及信号仿真和软件Skydel培训认证证书、航空航天测试和测量合作伙伴Marvin Test 的自动化测试软件ATEasy培训认证证书。

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