用戶對(duì)更高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用的需求正在飛速增長,，因此業(yè)界需要開發(fā)能夠在更高頻率和更高階調(diào)制方案下實(shí)現(xiàn)大信號(hào)帶寬的現(xiàn)代化技術(shù)（如高通量衛(wèi)星和 5G 新空口）,。然而，帶寬越大,，帶給系統(tǒng)的噪聲就越多,；調(diào)制方案越高階，則越容易受到噪聲的影響,。
適當(dāng)?shù)男旁氡龋⊿NR）是維持通信鏈路質(zhì)量的關(guān)鍵,。您需要提高信號(hào)電平并降低系統(tǒng)噪聲，從而保持鏈路的高質(zhì)量,。大功率放大器是構(gòu)建射頻（RF）和微波通信系統(tǒng)的重要基石,。它們?cè)谳敵龃蠊β实耐瑫r(shí)也會(huì)給系統(tǒng)帶來非線性失真。因此,，要想打造可靠的設(shè)計(jì)和出色的產(chǎn)品,，關(guān)鍵是要表征寬帶大功率放大器的非線性特性,。
本文重點(diǎn)介紹了如何測(cè)量寬帶大功率放大器的失真。探索如何為寬帶應(yīng)用執(zhí)行激勵(lì)－響應(yīng)測(cè)試,，并介紹了一種表征射頻功率放大器的創(chuàng)新方法,。
失真測(cè)量
激勵(lì)－響應(yīng)測(cè)量是一種評(píng)測(cè)失真的簡(jiǎn)單方法。它們要求輸入一個(gè)激勵(lì)測(cè)試信號(hào),，然后采集輸出的響應(yīng)并進(jìn)行分析,。激勵(lì)－響應(yīng)測(cè)試可幫助您了解射頻元器件在不同條件下的性能，從而確定適合的設(shè)計(jì)折中方案,。激勵(lì)－響應(yīng)測(cè)試包括互補(bǔ)累積分布函數(shù)（CCDF）,、諧波、三階互調(diào)（TOI）,、鄰道功率（ACP）和誤差矢量幅度（EVM）等測(cè)試,。
請(qǐng)按照以下三個(gè)步驟來表征您的設(shè)計(jì)并進(jìn)行問題診斷：
表征數(shù)字調(diào)制信號(hào)。您需要了解仿真波形的功率特征,，以便將正確的幅度電平應(yīng)用到信號(hào)發(fā)生器上,。您可以測(cè)量并比較輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的CCDF曲線，查看被測(cè)器件（DUT）的輸出是否被壓縮,。
進(jìn)行失真測(cè)量。通過諧波失真,、TOI失真和ACPR等測(cè)量來查看失真對(duì)頻譜的影響,。
對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和問題診斷。您可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行解調(diào)分析和問題診斷,。
接下來,，我們將討論如何評(píng)測(cè)寬帶應(yīng)用中的失真性能——噪聲功率比（NPR）和調(diào)制失真測(cè)量。
NPR 測(cè)量
NPR 測(cè)量能夠?qū)ο到y(tǒng),、子系統(tǒng)和元器件的互調(diào)失真進(jìn)行客觀和定量的表征,。
什么是 NPR ？
NPR 是一種失真測(cè)量,，有助于確定沒有雜散的大動(dòng)態(tài)范圍,。在進(jìn)行NPR測(cè)量時(shí)，您需要生成條件噪聲并分析噪聲經(jīng)過被測(cè)器件后發(fā)生的變化,。圖1描繪了NPR的輸入信號(hào),、輸出信號(hào)和測(cè)量結(jié)果。NPR輸入信號(hào)包含加性高斯白噪聲,，使用陷波濾波器去除了一部分頻譜,。具有非線性特性的被測(cè)器件會(huì)導(dǎo)致被測(cè)器件輸出端的頻譜陷波內(nèi)產(chǎn)生失真分量（紫色區(qū)域）。NPR是通帶內(nèi)所有互調(diào)產(chǎn)物之和與陷波中所有互調(diào)產(chǎn)物之和的比值,。
圖1. 射頻功率放大器的NPR測(cè)量結(jié)果
要獲得準(zhǔn)確的NPR測(cè)量結(jié)果,，激勵(lì)信號(hào)（輸入信號(hào)）的陷波必須深而尖,，信號(hào)分析儀必須具有高動(dòng)態(tài)范圍。這些步驟確保測(cè)得的失真是來自被測(cè)器件,，而不是來自信號(hào)發(fā)生器和信號(hào)分析儀本身,。
多音頻失真法
深而尖的陷波濾波器可能很難獲得。您也可以使用一個(gè)信號(hào)分析儀創(chuàng)建大量音頻來仿真寬帶噪聲,，然后禁用部分音頻來生成陷波,。不過，這些音頻也會(huì)在信號(hào)發(fā)生器內(nèi)部產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物,，您需要采用先進(jìn)的校正程序來抑制帶內(nèi)和帶外的失真產(chǎn)物,。
圖2顯示的多音頻失真軟件設(shè)置將會(huì)生成 100 MHz 帶寬多音頻信號(hào)，其中包含 1,001 個(gè)音頻,，音頻間隔為100 kHz,。在偏離NPR測(cè)試中心頻率10 MHz 處有一 個(gè) 10 MHz 陷波。圖3顯示了頻譜分析儀的測(cè)量結(jié)果,。在 9.8 MHz 掃寬下,，陷波處的噪聲功率為 -43.18 dBm。
圖2. 用于 NPR 測(cè)試的多音頻信號(hào)生成設(shè)置
圖3. 使用 PXA 信號(hào)分析儀進(jìn)行 NPR 測(cè)量
一旦多音頻生成軟件工具激活校正程序,，頻譜分析儀就會(huì)測(cè)量陷波區(qū)域內(nèi)的互調(diào)產(chǎn)物,。然后，該工具會(huì)重新計(jì)算并將校正后的多音頻波形下載到信號(hào)發(fā)生器中,，從而大限度減少互調(diào)產(chǎn)物,。校正過程會(huì)重復(fù)進(jìn)行，直到互調(diào)產(chǎn)物低于目標(biāo)抑制水平,。圖4 顯示,，校正后的噪聲功率下降到了-60.29 dBm（改善了 17 dB）。先進(jìn)校正功能可以改善信號(hào)發(fā)生器導(dǎo)致的互調(diào)產(chǎn)物,。您可以將校正面擴(kuò)展到被測(cè)器件的輸入端口,，包括測(cè)試夾具中額外的有源元器件（如外部功率放大器）。
圖4. 改善 NPR 測(cè)試信號(hào)的陷波深
與模擬方法評(píng)測(cè)放大器和其他通信器件中的互調(diào)失真影響相比,，這種確定 NPR 的數(shù)字方法由于能夠?yàn)?NPR 測(cè)量生成精準(zhǔn)且可重復(fù)的激勵(lì)信號(hào),，在很多方面都更勝。校準(zhǔn)后幅度平坦且準(zhǔn)確的信號(hào),、可預(yù)測(cè)且可重復(fù)的尖銳頻譜形狀,、可以改善陷波深度的校正能力以及將測(cè)量面擴(kuò)展到被測(cè)器件等都讓數(shù)字方法更有優(yōu)勢(shì)。
調(diào)制失真測(cè)量
如圖5所示,，在表征射頻寬帶元器件時(shí),，當(dāng)前常用的方法是使用兩種儀器——矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）和信號(hào)發(fā)生器（SG）加上信號(hào)分析儀（SA）進(jìn)行激勵(lì)－響應(yīng)測(cè)試。VNA系統(tǒng)可提供S參數(shù)、增益壓縮,、TOI和噪聲系數(shù)測(cè)量,，表征射頻元器件的基本特征。SA+SG系統(tǒng)可提供CCDF,、ACP,、EVM和NPR測(cè)量。您需要在兩個(gè)測(cè)試系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移被測(cè)器件,，才能完成所有測(cè)試項(xiàng)目并校準(zhǔn)系統(tǒng),，獲得準(zhǔn)確、可重復(fù)的測(cè)量結(jié)果,。
圖5. 表征射頻寬帶元器件的性能
新調(diào)制失真方法只需單次連接,，便可使用 VNA 和矢量信號(hào)發(fā)生器（VSG）對(duì)射頻放大器進(jìn)行完整和準(zhǔn)確的表征。這種方法充分利用 VNA 的體系結(jié)構(gòu)在被測(cè)器件的輸入端和輸出端進(jìn)行失真測(cè)量（圖6）,。測(cè)試系統(tǒng)可持續(xù)測(cè)量輸入信號(hào)和輸出信號(hào),。它還會(huì)計(jì)算頻譜相關(guān)性，從而能夠?qū)⑤敵鲱l譜分解為線性相關(guān)頻譜和非線性失真頻譜,。
圖6. 調(diào)制失真測(cè)量方框圖
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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