高速AWG全新DDS選項(xiàng)：生成多達(dá)20個(gè)正弦波！

一、前言

近期，我們?yōu)楝F(xiàn)有的AWG板卡推出了全新的固件升級(jí)選項(xiàng)，為AWG板卡帶來(lái)DDS模式。該功能允許一個(gè)生成器通道可以控制多達(dá)20個(gè)獨(dú)立的、且頻率高達(dá)400MHz的正弦波。這個(gè)新的固件選項(xiàng)，適用于靈活的16位AWG系列，該系列AWG最大采樣率可達(dá)1.25GS/s，帶寬能達(dá)到400MHz。

新升級(jí)選項(xiàng)允許用戶在每張AWG板卡上定義23個(gè)DDS核心，這些核心可以配置路由到不同硬件輸出通道上。每個(gè)DDS核心（或者說(shuō)正弦波成分）可以分別設(shè)置頻率、幅度、相位、頻率斜率和幅度斜率。該功能可以幫助用戶通過(guò)AOD（光調(diào)制器）和AOM（聲光調(diào)制器）精確控制激光，而這正是量子實(shí)驗(yàn)中所需的典型操作。有了這個(gè)全新升級(jí)項(xiàng)后，用戶只需使用簡(jiǎn)單的命令即可實(shí)現(xiàn)需要的功能，而無(wú)需進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)數(shù)計(jì)算。同樣地，DDS輸出也可以與外部觸發(fā)事件同步，或者由具有6.4ns分辨率的可編程內(nèi)置定時(shí)器進(jìn)行觸發(fā)。

DDS的全稱是Direct Digital Synthesis（直接數(shù)字合成），是一種信號(hào)合成的方式，它參考單個(gè)固定頻率參考時(shí)鐘來(lái)產(chǎn)生任意周期的正弦波，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種信號(hào)生成應(yīng)用中。德思特AWG上的DDS功能通過(guò)添加多個(gè)“DDS核心”，實(shí)現(xiàn)生成多載波（多音調(diào)）信號(hào)，每個(gè)載波都有自己的明確頻率、幅度和相位。因此，用戶可以通過(guò)調(diào)整每個(gè)核心的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)精細(xì)的信號(hào)定制。

圖1：使用16個(gè)DDS核心輸出時(shí)的頻譜示例

二、在AWG中使用DDS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

德思特的板卡式AWG可以編程切換正常模式（根據(jù)預(yù)編程序數(shù)據(jù)生成波形）和DDS模式（僅需幾個(gè)命令就能生成正弦波載波），具有極大的靈活性，DDS升級(jí)項(xiàng)幫助我們的AWG可以應(yīng)用到更加廣泛的場(chǎng)景當(dāng)中。

在DDS模式下，我們的AWG成為了多音調(diào)DDS的基礎(chǔ)平臺(tái)。內(nèi)置的4GB內(nèi)存和快速DMA傳輸模式使其能以每秒高達(dá)1000萬(wàn)條命令的速度流式傳輸DDS指令！這種強(qiáng)大的功能使得用戶能夠使用簡(jiǎn)單易用的DDS命令實(shí)現(xiàn)自定義斜率（例如S型）以及多種調(diào)制類(lèi)型（如FM和AM）。這樣高度的靈活性讓復(fù)雜信號(hào)的生成變得直觀且高效。

三、DDS在量子實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

多年來(lái)，德思特的AWG已經(jīng)在全球多個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的量子研究實(shí)驗(yàn)中得到了成功應(yīng)用。自2021年起，我們成為了德國(guó)聯(lián)邦教育和科研部（BMBF）資助項(xiàng)目“量子技術(shù)-從基礎(chǔ)研究到市場(chǎng)”的一部分，并隸屬于Rymax One聯(lián)盟，該聯(lián)盟的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)量子優(yōu)化器。DDS選項(xiàng)的研發(fā)正是源于聯(lián)盟伙伴和其他世界各地研究機(jī)構(gòu)的需求反饋。

德思特的AWG因其靈活性和快速流模式而被廣泛應(yīng)用，它能直接從GPU傳輸數(shù)據(jù)到AWG，從而實(shí)現(xiàn)從PC直接控制量子位。這種方式提供了對(duì)生成波形的全面控制，但缺點(diǎn)是需要大量的計(jì)算，這可能會(huì)減慢關(guān)鍵決策過(guò)程。相比之下，多音調(diào)DDS的功能則更加靈活，它可以大幅減少數(shù)據(jù)傳輸量，同時(shí)保持完整的控制。幾乎量子研究所需的各種關(guān)鍵功能都可以由DDS選項(xiàng)提供。用戶只需一個(gè)命令，就可以生成內(nèi)在動(dòng)態(tài)線性斜率函數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率和幅度極其平滑的變化。

圖2：在DDS模式下，只需要幾個(gè)命令就能實(shí)現(xiàn)例如生成正弦波（橙色模塊）、提升頻率（藍(lán)色模塊）以及減小幅度（綠色模塊）等功能

四、DDS技術(shù)在各領(lǐng)域中控制波形

在許多測(cè)試系統(tǒng)中，產(chǎn)生并精確控制波形至關(guān)重要。DDS選項(xiàng)為用戶提供了一種簡(jiǎn)單且可編程的方式來(lái)生成一系列正弦波、實(shí)現(xiàn)頻率掃描或產(chǎn)生各種頻率和形狀的精細(xì)參考。實(shí)際上，需要快速頻率切換和精細(xì)頻率調(diào)諧的應(yīng)用非常廣泛，它們分布在工業(yè)、醫(yī)療、成像系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)分析，甚至通信技術(shù)中。在這些技術(shù)中，數(shù)據(jù)經(jīng)常通過(guò)載波上的相位或頻率調(diào)制進(jìn)行編碼。

五、DDS選項(xiàng)的可用性

DDS選項(xiàng)目前已適配的AWG包括TS-M4i.66系列PCIe板卡、TS-M4x.66系列PXIe模塊、便攜式LXI/以太網(wǎng)TS-DN2.66系列設(shè)備和桌面級(jí)多通道LXI/以太網(wǎng)TS-DN6.66產(chǎn)品。只需進(jìn)行固件更新，所有之前購(gòu)買(mǎi)的66系列產(chǎn)品都能裝上新版本的固件。相關(guān)編程可以通過(guò)隨交付提供的現(xiàn)成驅(qū)動(dòng)SDK完成，如Python、C++、MATLAB、LabVIEW等語(yǔ)言都有示例可供使用。

圖3：已適配的AWG產(chǎn)品系列

END

高速AWG全新DDS選項(xiàng)助力更廣泛的產(chǎn)品應(yīng)用和更直觀高效的信號(hào)生成，實(shí)現(xiàn)精確控制波形。歡迎隨時(shí)聯(lián)系德思特，咨詢和購(gòu)買(mǎi)該升級(jí)選項(xiàng)！

關(guān)于德思特

德思特是原虹科測(cè)試測(cè)量事業(yè)部孵化出來(lái)的獨(dú)立公司，基于超過(guò)10年的業(yè)務(wù)沉淀，德思特公司專注提供電子測(cè)試/測(cè)量解決方案。主要業(yè)務(wù)范圍涵蓋：汽車(chē)電子仿真及測(cè)試、射頻微波及無(wú)線通信測(cè)試、無(wú)線頻譜監(jiān)測(cè)與規(guī)劃、無(wú)線通信（包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)無(wú)線通信、軌道交通、衛(wèi)星通信、室內(nèi)無(wú)線通信）、半導(dǎo)體測(cè)試、PNT解決方案、大物理和光電測(cè)試等。

核心成員具有9年以上的測(cè)試測(cè)量、無(wú)線通信及其他相關(guān)行業(yè)資歷；技術(shù)團(tuán)隊(duì)獲得世界五百?gòu)?qiáng)PNT解決方案合作伙伴Safran的GNSS技術(shù)及信號(hào)仿真和軟件Skydel培訓(xùn)認(rèn)證證書(shū)、航空航天測(cè)試和測(cè)量合作伙伴Marvin Test 的自動(dòng)化測(cè)試軟件ATEasy培訓(xùn)認(rèn)證證書(shū)。

德思特研發(fā)部，核心成員獲得國(guó)際項(xiàng)目管理師PMP認(rèn)證資質(zhì)，并具備LabVIEW、python等多種編程語(yǔ)言能力，優(yōu)勢(shì)能力集中于：HIL測(cè)試，半導(dǎo)體測(cè)試，EOL測(cè)試和質(zhì)量檢測(cè)等多種系統(tǒng)研發(fā)集成，擁有10多個(gè)實(shí)用新型和專利授權(quán)。

圍繞汽車(chē)電子、射頻微波、通信、航空航天等行業(yè)提供專業(yè)可靠的解決方案，現(xiàn)有客戶包括華為、德賽西威、蔚來(lái)汽車(chē)、理想汽車(chē)、航天科工集團(tuán)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中電科集團(tuán)等。

此外，我們還是中國(guó)無(wú)線電協(xié)會(huì)、中國(guó)通信企業(yè)協(xié)會(huì)、雷達(dá)行業(yè)協(xié)會(huì)、RIS智能超表面技術(shù)協(xié)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì)的會(huì)員。

審核編輯 黃宇