誤差矢量幅度(EVM)測量可以幫助工程師深入洞察數(shù)字通信發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的性能。對于數(shù)字調(diào)制信號,任何影響信號幅度和相位軌跡的信號缺陷,都會影響到EVM的測量及其結(jié)果顯示。
EVM測量為數(shù)字調(diào)制信號提供了一個(gè)簡單、定量的性能評定參數(shù)。
圖 1 顯示了對常見調(diào)制格式的解調(diào)分析。IQ 測量波形數(shù)據(jù)被分成兩路:一路進(jìn)入解調(diào)器恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)比特,數(shù)據(jù)比特再經(jīng)過調(diào)制,得到 IQ 參考(理想)波形;另一路通過信號補(bǔ)償和測量濾波器的處理,得到 IQ 測量波形數(shù)據(jù)。信號誤差是參考波形與補(bǔ)償后的測量波形之間的差異。
某些無線標(biāo)準(zhǔn)(如Wi-Fi和LTE)使用分貝(dB)作為 EVM 結(jié)果的單位:
EVM (dB) = 20 log10 (EVM (%))
“工欲善其事,必先利其器”,作為EVM測試工具的信號分析儀,要求自身性能對EVM測量的影響要盡可能的小。因此,優(yōu)化信號分析儀的測量設(shè)置,也是EVM測量的關(guān)鍵,對于5G、Wi-Fi 6等寬帶信號的分析更是至關(guān)重要的。
實(shí)踐技巧1 : 優(yōu)化混頻器電平
無線通信標(biāo)準(zhǔn)均在最大輸出功率時(shí)來定標(biāo)EVM測量結(jié)果。通??梢钥刂菩盘柗治鰞x中的第一級混頻器的功率電平,以確保大功率輸入信號不會導(dǎo)致信號分析儀失真。混頻器電平的優(yōu)化設(shè)置取決于測量硬件、輸入信號的特性以及規(guī)范測試要求。
信號分析儀的非線性器件(如混頻器)在某些條件下可能會產(chǎn)生失真。當(dāng)輸入信號分析儀的信號功率過大時(shí),該信號會導(dǎo)致輸入混頻器失真??烧{(diào)輸入衰減則可避免輸入混頻器因大功率信號導(dǎo)致的失真。
【調(diào)整輸入衰減】
分析儀的輸入衰減器會降低進(jìn)入輸入混頻器的信號功率。但是,輸入混頻器電平設(shè)置是失真性能與噪聲靈敏度折中后的結(jié)果。在較高的輸入混頻器電平下,可以實(shí)現(xiàn)較好的信噪比(SNR);而在較低的輸入混頻器電平下,失真比較小。性能優(yōu)異的信號分析儀可以提供精細(xì)步進(jìn)的輸入衰減,從而為優(yōu)化輸入混頻器電平提供更好的分辨率。
【打開內(nèi)置前置放大器】
在空口(OTA)測試以及測試系統(tǒng)插損較大的場景中,輸入信號電平可能會比最佳混頻器電平低一些。內(nèi)置的前置放大器具有更好的噪聲系數(shù),在過低輸入電平時(shí)打開這一設(shè)置,可以保證輸入混頻器的信號保持在最佳的范圍。
實(shí)踐技巧2 : 優(yōu)化中頻數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信噪比
寬帶毫米波的應(yīng)用是無線技術(shù)發(fā)展的趨勢。毫米波頻段的寬帶噪聲以及信號分析儀與待測件(DUT)之間過大的路徑損耗會導(dǎo)致數(shù)字轉(zhuǎn)換器的SNR降低,而SNR較低的話,會導(dǎo)致測量的EVM變差,從而不能準(zhǔn)確顯示出被測件的性能。
SNR對發(fā)射機(jī)測量的影響
信號分析儀的系統(tǒng)中頻(IF)噪聲必須要足夠低,才能獲得最佳的EVM測量結(jié)果。而另一方面,數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入信號電平必須要足夠高,且不得導(dǎo)致數(shù)字轉(zhuǎn)換器過載。因此,需要根據(jù)待測的信號峰值電平對射頻衰減器、前置放大器和中頻增益值進(jìn)行綜合設(shè)置。現(xiàn)代新型信號分析儀,可以實(shí)現(xiàn)單鍵優(yōu)化這些硬件設(shè)置,從而改善 SNR 并避免數(shù)字轉(zhuǎn)換器過載。
優(yōu)化 EVM測量,改善 5G NR信號解調(diào)分析
實(shí)踐技巧3 : 優(yōu)化相位噪聲