導(dǎo)語

頻譜分析儀作為射頻信號測量的"黃金標準"，在衛(wèi)星通信、電子對抗、移動通信和電磁兼容測試等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。隨著5G/6G通信、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，對頻譜分析儀的動態(tài)范圍、分辨率和實時性提出了更高要求。

本文將深入解析超外差式頻譜分析儀的系統(tǒng)架構(gòu)，重點介紹ZYNALOG徴格半導(dǎo)體自主研發(fā)的高速ADC芯片ZGAD250S14如何突破傳統(tǒng)瓶頸，為現(xiàn)代頻譜分析系統(tǒng)提供關(guān)鍵技術(shù)支持。

圖1：頻譜分析儀

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頻譜分析儀超外差架構(gòu)的原理和特點

超外差架構(gòu)頻譜分析儀的基本原理為：通過本地振蕩器(LO)與混頻器的協(xié)同工作，可將任意高頻信號下變頻至固定的中頻(IF)進行處理，具有靈活的頻率變換能力。

其特點為：

前端電路無需針對每個頻段單獨優(yōu)化

中頻處理鏈可針對特定頻率進行深度優(yōu)化

系統(tǒng)可覆蓋從kHz到GHz的寬廣頻率測試范圍

對中頻信號的處理，可分為傳統(tǒng)的模擬中頻處理和數(shù)字中頻處理。傳統(tǒng)的模擬中頻一般會使用對數(shù)放大器、包絡(luò)檢波器、視頻濾波器等，但由于其分辨率帶寬高、掃描時間長，不利于更高要求的頻譜分析應(yīng)用。接下來著重介紹數(shù)字中頻技術(shù)。

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數(shù)字中頻技術(shù)：大幅突破RBW

傳統(tǒng)的模擬中頻受制于模擬LC和晶體濾波器，只能實現(xiàn)1kHz及更高的分辨率帶寬(RBW)，而數(shù)字中頻技術(shù)是現(xiàn)代頻譜分析儀的重大革新，它可使最窄的分辨率帶寬達到1Hz~300Hz。該技術(shù)通過高速ADC替代中頻濾波后的模擬分辨率帶寬濾波器，經(jīng)ADC數(shù)字化后再采用數(shù)字濾波處理。這種架構(gòu)革新不僅顯著提升了測量速度和頻率分辨率，更增強了儀器處理復(fù)雜信號的能力。
圖2：數(shù)字中頻頻譜分析儀方案

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ZGAD250S14：重新定義頻譜分析ADC標準

ADC作為數(shù)字中頻技術(shù)核心器件，憑借高采樣率和寬動態(tài)范圍，可以將中頻信號快速數(shù)字化。作為頻譜分析儀信號鏈的"數(shù)字門戶"，ZGAD250S14 ADC芯片以突破性性能樹立行業(yè)新標桿。

關(guān)鍵參數(shù)解析：

250Msps采樣率：支持寬頻帶信號實時捕獲

90dB SFDR：確保微小信號不被雜散干擾淹沒

70dB SNR：提供卓越的信號保真度

1.8V單電源供電：簡化系統(tǒng)電源設(shè)計

378mW超低功耗：解決高密度集成散熱難題

1.5GHz全功率帶寬：滿足各類中頻采樣頻率要求

圖3：基本功能框架

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實測性能展示

在11MHz輸入信號測試中，ZGAD250S14展現(xiàn)出：

極高的采樣精度

極低的本底噪聲

優(yōu)異的動態(tài)范圍

滑動查看11Mhz輸入信號頻率時AD性能

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完整信號鏈解決方案

優(yōu)化系統(tǒng)級設(shè)計

徵格半導(dǎo)體提供從前端驅(qū)動到電壓基準的完整信號鏈支持：

ZYNALOG差分驅(qū)動器ZGA25XX參數(shù)

ZYNALOG電壓基準ZGR系列參數(shù)

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ZYNALOG優(yōu)勢

一、品質(zhì)可靠：每顆芯片均采用全正向設(shè)計，從架構(gòu)定義到物理實現(xiàn)全程自主可控，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

二、出色性價比：保證芯片性能同時，對比國際大廠同類產(chǎn)品，價格更具優(yōu)勢。

三、穩(wěn)定交付：交付周期準時可靠，保證每一位客戶供應(yīng)鏈的安全穩(wěn)定。

四、技術(shù)支持：專業(yè)頂尖的設(shè)計團隊提供全周期高效的客戶支持。