频谱分析仪作为射频信号测量的"黄金标准"，在卫星通信、电子对抗、移动通信和电磁兼容测试等领域发挥着不可替代的作用。随着5G/6G通信、卫星互联网等技术的发展，对频谱分析仪的动态范围、分辨率和实时性提出了更高要求。
本文将深入解析超外差式频谱分析仪的系统架构，重点介绍ZYNALOG徴格半导体自主研发的高速ADC芯片ZGAD250S14如何突破传统瓶颈，为现代频谱分析系统提供关键技术支持。
频谱分析仪超外差架构的原理和特点
超外差架构频谱分析仪的基本原理为：通过本地振荡器(LO)与混频器的协同工作，可将任意高频信号下变频至固定的中频(IF)进行处理，具有灵活的频率变换能力。
其特点为：
前端电路无需针对每个频段单独优化
中频处理链可针对特定频率进行深度优化
系统可覆盖从kHz到GHz的宽广频率测试范围
对中频信号的处理，可分为传统的模拟中频处理和数字中频处理。传统的模拟中频一般会使用对数放大器、包络检波器、视频滤波器等，但由于其分辨率带宽高、扫描时间长，不利于更高要求的频谱分析应用。接下来着重介绍数字中频技术。
数字中频技术：大幅突破RBW
传统的模拟中频受制于模拟LC和晶体滤波器，只能实现1kHz及更高的分辨率带宽(RBW)，而数字中频技术是现代频谱分析仪的重大革新，它可使最窄的分辨率带宽达到1Hz~300Hz。该技术通过高速ADC替代中频滤波后的模拟分辨率带宽滤波器，经ADC数字化后再采用数字滤波处理。这种架构革新不仅显著提升了测量速度和频率分辨率，更增强了仪器处理复杂信号的能力。
ZGAD250S14：重新定义频谱分析ADC标准
ADC作为数字中频技术核心器件，凭借高采样率和宽动态范围，可以将中频信号快速数字化。作为频谱分析仪信号链的"数字门户"，ZGAD250S14 ADC芯片以突破性性能树立行业新标杆。
关键参数解析：
250Msps采样率：支持宽频带信号实时捕获
90dB SFDR：确保微小信号不被杂散干扰淹没
70dB SNR：提供卓越的信号保真度
1.8V单电源供电：简化系统电源设计
378mW超低功耗：解决高密度集成散热难题
1.5GHz全功率带宽：满足各类中频采样频率要求
实测性能展示
在11MHz输入信号测试中，ZGAD250S14展现出：
极高的采样精度
极低的本底噪声
优异的动态范围
完整信号链解决方案
优化系统级设计
徵格半导体提供从前端驱动到电压基准的完整信号链支持：
ZYNALOG差分驱动器ZGA25XX参数
| ZGA2501 | ZGA2521 | ZGA2511 | |
| 供电电压(V) | 4.7 – 5.25 | 4.7 – 5.25 | 2.7 - 5.5 |
| 3dB带宽(MHz) | 2570 | 2570 | 500 |
| 压摆率（V/μs) | 7800 | 7800 | 1100 |
| 静态电流(mA) | 52 | 52 | 24 |
总谐波失真 (HD2/HD3) |
-87.2dB/-94.9dB | -87.2dB/-94.9dB | -99dB/-111dB |
| 电压噪声(nV/√Hz)@1MHz | 1.116 | 1.116 | 5 |
输入偏置电流 (μA) |
56 | 56 | 8 |
| 温度范围(℃) | -40℃to+125℃ | -40℃to+125℃ | -40℃to+125℃ |
| 封装 | UQFN-14 | UQFN-16 | SOIC8 |
| 兼容芯片 | LMH6554 | THS4508 THS4509 THS4511 THS4513 THS4520 |
AD8138 AD8139 AD8132 AD8131 THS4551 THS4521 |
ZYNALOG电压基准ZGR系列参数
| ZGR12XX | ZGR11XX | ZGR10XX | |
| 温漂(ppm/℃) | 5 | 15 | 30 |
| 输出电压(V) | 1.25 1.8 2.048 2.5 3.0 3.3 4.096 |
1.25 1.8 2.048 2.5 3.0 3.3 4.096 |
1.25 1.8 2.048 2.5 3.0 3.3 4.096 |
| 供电电压(Vmax) | 5.5V | 5.5V | 5.5V |
| 精度(max) | ±0.1% | ±0.1% | ±0.2% |
| 温度范围(℃) | -40℃ ～125℃ | -40℃ ～125℃ | -40℃ ～125℃ |
| 封装 | SOP-8 | SOT23-3 SOT23-5 SOT23-6 |
SOT23-3 SOT23-5 SOT23-6 |
| 兼容芯片 | REF50XX ADR42X ADR43X ADR44X ADR45XX |
REF31XX | REF30XX REF33XX |
ZYNALOG优势
一、品质可靠：每颗芯片均采用全正向设计，从架构定义到物理实现全程自主可控，确保产品的稳定性。
二、出色性价比：保证芯片性能同时，对比国际大厂同类产品，价格更具优势。
三、稳定交付：交付周期准时可靠，保证每一位客户供应链的安全稳定。
四、技术支持：专业顶尖的设计团队提供全周期高效的客户支持。
技术赋能未来
我们诚邀各行业合作伙伴共同探索频谱分析技术的创新应用，携手推进中国高端测试仪器的自主化进程。
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