AWG（任意波形发生器）复数模式和实数模式的区别

　   事实上，复数模式和实数模式最大的区别在于：数字可控振荡器(NCO)和实时的计算过程。我们需要明确的是，无论是实数还是复数模式，DG70000的最大存储深度是1.5Gpts，数据带宽也是有限的。这些因素限制了实数模式的灵活性和信息载量。以下用两个例子说明它们之间的区别：

　　例1特性对比

　　1.5Gpts的实数波表，DG70000最多可以以10GSa/s的DAC速率输出。由于两倍内插的存在，波表的有效输出速率是5GSa/s。所以该波表的持续时间是0.3秒，覆盖了DC-2GHz的模拟带宽(第一奈奎斯特区域，Fs/2.5=2GHz，以下相同)。

　　当然用户也可以牺牲带宽来换取更高的持续时间，调小输出速率即可。而1.5Gpts的复数波表，分为两个750Mpts的实数波表，DG70000最多可以以12GSa/s的DAC速率输出。此时，波表的有效输出速率为3GSa/s，持续时间为0.5s。基带带宽为DC-1.2GHz。通过NCO搬移后最高输出频率可以达到5GHz。

　　图4 最大输出频率下的实数和复数模式频率范围

　　可以发现是的，实数和复数模式的输出速率虽然近似，但是由于NCO的存在，最高输出频率和输出持续时间都优于实数模式。在频域信号方面，复数模式更占优势。而在复杂的宽带时域信号方面，实数模式更占优势，一个波表即涵盖了所有的内容，而不需要进行各种计算。

　　例2 波表截断

　　如果令IQ基带信号为一对正交的正弦波，代入i(t)和q(t)并进行化简，可以发现基带信号被NCO整体上变频，并且最终输出为一个正弦单音信号。让我们以输出一个正弦信号为例，来直观感受复数模式下NCO和实时计算带来的一些特性区别。

　　我们知道，任意波形发生器的最终输出取决于波表的内容和输出采样率。如果想要获得良好的输出质量(正弦波)，应该如图5中所示的样子，没有离散和突变的点出现。

　　图5 使用整倍数生成实数波表输出

　　一般来说，实数模式下都可以通过调节波表输出速率为目标频率的整倍数(或有限小数倍数)来解决。如果每周期点数是无限小数，那么永远无法达到首尾良好衔接，就会出现波表截断。

　　图5中展示了一个周期是4个点的情况，图6中展示了一个周期是5.70125…个点这种状况。如果此时建立一个有6个点的波表，那当DG70000循环输出波表到第7个点(黄色圆点)的时候，就会偏离原本的数值，引入相位抖动噪声(截断)。而使用复数模式的时候，所有的点(橙色方块)都是通过基带和NCO数据实时计算得到的，其长度无穷无尽且精准，就避免了这种状况的发生。当然，前提是复数基带波表是波表输出速率的整倍数。

　　图6 使用小数倍数生成实数波表输出和复数模式输出

　　以下的例子展示了如何通过复数模式实现无杂散小数倍频率输出。在一些特殊应用场景下，需要给被测仪器同时提供100MHz和990MHz的正弦信号，然而这两个信号是无法获得一个共同的整倍数采样率的。这意味这如果都采用实数模式输出，其中某一个信号一定会带有截断噪声。

　　这时候，就可以将DG70000的一个通道配置在复数模式，另一个通道配置在实数模式，输出速率设置在5GSa/s。采用内置插件编译1MHz的基带信号，然后设置NCO为989MHz将1MHz的基带正弦信号搬移到990MHz。另一个通道可以直接用实数模式输出100MHz的信号。此时可以同时在两个通道输出高质量的无截断噪声的正弦信号。

　　图7 携带了杂散的990MHz正弦信号(实数模式)，5GSa/s　　

　　图8 优化了杂散的990MHz正弦信号(复数模式)，5GSa/s