合成儀器技術(shù)(04-100)

　　A/D和A/D技術(shù)

　　下變頻器之后，信號測量通路中的A/D工作范圍往往是合成儀器性能的限制因數(shù)。A/D的關(guān)鍵性能是“轉(zhuǎn)換率”(與系統(tǒng)的瞬態(tài)帶寬有關(guān))和“轉(zhuǎn)換位數(shù)”(與SFDR有關(guān))。分辨寬變化強(qiáng)度信號的能力和不同電平噪聲的呈現(xiàn)，主要由儀器的動(dòng)態(tài)范圍決定。ADC動(dòng)態(tài)范圍是最大的均方根信號電平間(被取樣信號和A/D的RMS量化噪聲電平)的比值。

　　SDR或SI的SFDR是很多變量的函數(shù)，主要由A/D電路的分辨率限制。SFDR(無寄生動(dòng)態(tài)范圍)是RMS信號幅度與峰值寄生頻譜分量的RMS值之比。

　　A/D電路中SFDR理論限制是每位大約6dB，可用下式表示：

　　SFDR(dB)=6.02×(B)＋1.76

　　其中(B)是數(shù)字化電路的位數(shù)。

　　應(yīng)用所需的轉(zhuǎn)換率或瞬時(shí)帶寬由Nyqust定理(數(shù)字取樣率必須至少兩倍的信號帶寬)限制。當(dāng)考慮用SI儀器測量寬帶信號時(shí)，必須保證A/D和D/A電路具有滿足要求的取樣率來捕獲整個(gè)信號帶寬的信號，以及足夠的分辨率來處理動(dòng)態(tài)范圍要求。

　　ADC的關(guān)鍵性能參量是其最大取樣率FS(Hz)和轉(zhuǎn)換位數(shù)的乘積。此關(guān)系用下式表示：

　　K=B×FS

　　分辨率/速度量度定義SFDR的技術(shù)范圍和實(shí)現(xiàn)SI可用的帶寬性能指標(biāo)。

　　因?yàn)檗D(zhuǎn)換率和轉(zhuǎn)換位數(shù)之間的反比關(guān)系，所以，對于單ADC不可能滿足低取樣率時(shí)寬動(dòng)態(tài)范圍和高取樣率時(shí)較低動(dòng)態(tài)范圍的雙重要求。為了滿足現(xiàn)代自動(dòng)測試系統(tǒng)寬范圍測試要求，用在ATS SI信號測量通路中的ADC功能需要從ADC家庭中選擇滿足UUT或UUT組(即雷達(dá)、IFF等)專門要求的。表1列出基于圖6的ADC理想的性能特性。

　　激勵(lì)源問題

　　傳統(tǒng)的儀器結(jié)構(gòu)采用前一代RF/MW激勵(lì)產(chǎn)生器和上變頻器(見圖7)。這類儀器已用于測試測量界幾十年了。其功能包括：RF/MW CW信號產(chǎn)生和幅度、頻率、脈沖調(diào)制能力。此功能對于支持較老的/傳統(tǒng)DOD通信系統(tǒng)是足夠的。過去五年來，新型通信系統(tǒng)已采用數(shù)字調(diào)制概念。這種新型的被測單元不能用傳統(tǒng)的RF激勵(lì)產(chǎn)生器和上變頻器來測試，這是由于它們的信號調(diào)制能力有限。