量子、雷达、生物医学…复杂信号如何精准生成？答案在这台“信号引擎”

在实验室里，一台仪器正在同时生成64路严格同步的量子操控信号，每路信号的相位抖动被控制在50皮秒以内——这不是科幻场景，而是德思特任意波形发生器（AWG）的日常。

 

在现代科研与高端测试领域，无论是量子计算中对单个离子的精密操控，还是雷达系统对复杂战场环境的模拟，抑或是生物医学设备中生命信号的仿真，都离不开一个共同的核心工具：能够自由定义并高保真生成任意波形的仪器。

 

德思特AWG正是这样的“引擎”。它不只能产生标准波形，更能根据您的想象力，创造出任何需要的复杂信号。

 

01 选型四问：找到最适合你的信号生成方案

面对市场上众多的AWG产品，如何选择？德思特AWG通过独特的架构设计，在关键性能上提供了高性价比的解决方案。

1.高采样率与性价比

德思特PCIe板卡式AWG提供高达10 GS/s的采样率和16位垂直分辨率。为了提供设备的响应速度以及样本点数量，该板卡数据传输带宽可高达12.8 GB/s，在提供顶级性能的同时显著降低了系统成本。

德思特Spectrum PCIe板卡式AWG

 

2.低相位噪声的实现

对于需要极纯净信号的量子通信等领域，德思特AWG的可配置DDS选件基于专业级时钟系统和FPGA实时处理内核，实现小于6.4纳秒的动态切换延迟和优于50皮秒的时间精度，确保信号相位连续无毛刺地快速变化。

 

3.16位分辨率的优势

更高的分辨率意味着更精细的信号控制。在量子计算或生物医学信号模拟中，16位分辨率能更真实地复现微小的信号细节与噪声，避免因量化误差导致的信号失真。

 

4.雷达测试的带宽匹配

生成保真的雷达I/Q信号，AWG的模拟带宽必须大于信号的基带带宽。德思特LXI台式AWG系列提供高达10 GS/s的采样率，其Star-Hub同步技术更能确保多通道I/Q输出间的严格相位同步，满足相控阵雷达等复杂测试需求。

德思特Spectrum PCIe板卡式AWG

 

 

02 五大场景：从量子前沿到生命科学

德思特AWG在多个尖端领域提供了经过验证的解决方案。

 

1.量子通信的信号稳定保障

通过独立台式仪器设计远离数字噪声干扰，配合专业级时钟系统和精密触发，实现亚纳秒级同步精度，满足量子纠缠分发、态编码等实验的严苛要求。

2.半导体光电的“精密光画笔”

用于直接驱动声光调制器（AOM）或电光调制器（EOM），对激光进行强度、频率或相位的精密调制，测试下一代光电子器件的性能。

3.生物医学的多音信号生成

电位波形发生器无法满足复杂需求。德思特AWG能同时生成多个频率、相位可独立控制的正弦波，其16位高分辨率特性更能真实复现生理信号的微小幅度变化。

4.量子实验的AOM驱动专家

德思特AWG的高采样率和纳秒级快速切换能力，完美匹配AOM对激光进行光镊捕获或离子量子比特寻址的时序要求，可同时驱动多个AOM实现复杂光场。

 

5.雷达测试的采样率匹配

根据奈奎斯特采样定理，AWG采样率应大于雷达信号最高频率成分的2.5至4倍。德思特提供从PCIe到LXI的多种形态产品，可针对不同雷达波形参数推荐最合适的采样率型号。

 

03 技术六解：硬核实力支撑复杂挑战

深入技术细节，才能理解德思特AWG性能飞跃的根源。

1.极速数据传输

德思特任意波形发生器AWG采用PCIe Gen3 x16接口，实现超过12.8 GB/s的稳定数据流传输，确保即使最复杂的波形序列也能极速装载。

 

2.GPU加速的革命性提升

通过GPU加速FIFO，将波形计算交由数千个GPU核心并行处理，使实时、动态地生成超长或极度复杂的波形成为可能，特别适用于自适应雷达、实时信道仿真等前沿领域。

 

3.多通道绝对同步

Star-Hub技术作为中央时钟与触发分发背板，实现通道间亚纳秒级的同步精度，可轻松将系统扩展至64个甚至更多同步通道，满足大规模量子计算控制、相控阵天线测试等需求。

 

4.自定义脉冲包络

基于FPGA的DDS技术允许对每个脉冲的包络、频率和相位进行实时、独立的编程控制，实现脉冲形状任意定制而不中断信号。

 

5.混合测试系统兼容

通过灵活的可编程多功能I/O接口，可同时输出模拟激励信号和同步的数字控制信号，或作为整个测试平台的时序基准，无缝融入自动化测试系统。

 

6.长时间波形生成

8 GSample的板载内存意味着在1 GS/s采样率下可单次连续播放长达8秒的波形，满足卫星通信协议仿真、长时间环境噪声模拟等无间断信号输出需求。

 

 

END

德思特AWG在CERN的大型强子对撞机中，协同140多张采集卡以超高精度监测粒子束；在皮肤癌诊断设备中，帮助医生实时获得10微米精度的皮肤断层图像。这些跨领域的应用背后，是同一套信号生成逻辑在支撑。

 

从量子计算的操控脉冲到生命科学的信号模拟，从雷达系统的复杂波形到半导体芯片的测试激励，德思特任意波形发生器正以10 GS/s的采样精度、16位的分辨率深度和多通道的同步能力，成为前沿科研与高端测试领域不可或缺的“信号定义者”。

 

德思特作为Spectrum的优质合作伙伴，具备强大的技术团队和技术实力，为您提供的专业、细致的服务和技术支持，如有需要，欢迎联系德思特！

 

审核编辑 黄宇