任意波形發(fā)生器（Arbitrary Waveform Generator, 以下簡稱“AWG”）是從信號發(fā)生器演進過來的一款信號源。1988年是德科技推出了第一款數(shù)字架構的模擬帶寬50MHz的AWG HP8770A。
經(jīng)過近40年的發(fā)展，AWG 早已經(jīng)成了各大應用領域必不可少的信號源！是德科技也已擁有了一系列AWG產(chǎn)品。
特意高亮了兩款AWG， M8199B 和M8198A ，是我們的最近的新品AWG，它們分別是高采樣率和深存儲的代表。
今天這篇輕科普文章，就帶大家了解什么是AWG，它的應用場景以及和信號發(fā)生器的區(qū)別吧。
AWG的基本架構及指標解析
1.1 基本架構 為了更好地理解使用AWG，讓我們來看看它的基本架構——它與傳統(tǒng)的信號發(fā)生器有很大的不同。
對了，在運行期間，采樣時鐘發(fā)生器的頻率通常不會改變（除非有特殊需求）。如果需要產(chǎn)生不同的輸出頻率，可以通過使用不同的波形文件來實現(xiàn)，而不是改變采樣時鐘振蕩器。
當然，我們從圖2中看到，AWG通常有多個通道，且能通過級聯(lián)實現(xiàn)更多通道。多通道AWG系統(tǒng)會將同一個采樣時鐘級聯(lián)到不同板卡和機箱中，以實現(xiàn)多通道信號的同時啟停以及信號相參。
1.2 指標解析
2. AWG的主要應用場景
在左側紅色區(qū)域展示了對信號帶寬的需求。其中比較普遍的應用——高速數(shù)字應用，常見的如NRZ、PAM4信號，400GE/200GE/50GE三種標準中都采用了26.5625 GBaud或者 53.125 GBaud PAM4調(diào)制技術。又如目前比較熱門的太赫茲（THz）及6G預研都需要產(chǎn)生一個超大帶寬的基帶信號。此外還有一些商業(yè)行業(yè)標準，例如HDMI，以及一些常用接口，如MIPI D-PHY等。在右側藍色區(qū)域展示了對深動態(tài)范圍的需求，這些需求通常都針對RF、衛(wèi)星通信、PA/LNA、5G及新調(diào)制信號這類的應用。例如在測試WIFI或5G NR通信信號時，我們需要產(chǎn)生幾百兆赫或千兆赫的調(diào)制信號。同時還要求在生成大功率信號的情況下提供盡可能小的儀表底噪和優(yōu)秀的小信號質(zhì)量，以實現(xiàn)更大的動態(tài)范圍。
3. AWG 和其他信號發(fā)生器的差別
這邊列舉了不同種類的信號發(fā)生器，如脈沖發(fā)生器、BERT，函數(shù)發(fā)生器或噪聲源。這些信號發(fā)生器都是為了在某些特殊的應用領域制造純信號而設計的。
3.1 信號源 VS AWG
首先是信號源，對比信號源，AWG可以有更寬的調(diào)制帶寬。大多數(shù)信號源的問題是它們矢量調(diào)制帶寬通常只有幾十MHz或者幾百MHz，要很好很昂貴的矢量源才能到2GHz，4GHz甚至5GHz。任意波形發(fā)生器的帶寬通常可以認為是最高采樣率的一半，所以頻譜要比普通矢量源寬得多。同時AWG也可以很輕易地通過編寫波形文件來產(chǎn)生多個載波，而不需要有多個實際的信號源或信號發(fā)生器。但AWG與經(jīng)典的信號源相比也有劣勢，AWG沒有那么好的動態(tài)范圍。AWG的無雜散動態(tài)范圍SFDR會比矢量源稍差。
3.2 噪聲源 VS AWG 噪聲源產(chǎn)生噪聲來模擬隨機抖動或幅度噪聲。而AWG可以做更復雜，更靈活的信號。你可以做出不同的形狀，用不同的帶寬的噪聲。但最大的問題是，因為AWG的memory是固定的，所以AWG產(chǎn)生的信號實際上并不是隨機的。換句話說，內(nèi)存深度決定了AWG產(chǎn)生的噪聲的隨機性。 3.3 函數(shù)發(fā)生器VS AWG 對于函數(shù)發(fā)生器來說，AWG的優(yōu)點是功能更多更全面，性能更強大，但是對于相同的帶寬，AWG通常更昂貴。但AWG沒有屏幕，通常需要連接顯示器、鼠標等其他外設，而函數(shù)發(fā)生器可以在前面板上使用按調(diào)出預定義的波形，并創(chuàng)建標準波形等。 3.4 BERT VS AWG 相比于BERT，AWG提供了更多的靈活性，例如可變上升時間，多級信號，預失真，但不能做到真正的RJ。
