优化宽带信号EVM测量的三个实践技巧

浏览数量:15     作者:本站编辑     发布时间: 2020-03-11      来源:本站



误差矢量幅度(EVM)测量可以帮助工程师深入洞察数字通信发射机和接收机的性能。对于数字调制信号,任何影响信号幅度和相位轨迹的信号缺陷,都会影响到EVM的测量及其结果显示。


EVM测量为数字调制信号提供了一个简单、定量的性能评定参数。


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图 1   显示了对常见调制格式的解调分析。IQ 测量波形数据被分成两路:一路进入解调器恢复成原始数据比特,数据比特再经过调制,得到 IQ 参考(理想)波形;另一路通过信号补偿和测量滤波器的处理,得到 IQ 测量波形数据。信号误差是参考波形与补偿后的测量波形之间的差异。


某些无线标准(如Wi-Fi和LTE)使用分贝(dB)作为 EVM 结果的单位:

EVM (dB) = 20 log10 (EVM (%))


“工欲善其事,必先利其器”,作为EVM测试工具的信号分析仪,要求自身性能对EVM测量的影响要尽可能的小。因此,优化信号分析仪的测量设置,也是EVM测量的关键,对于5G、Wi-Fi 6等宽带信号的分析更是至关重要的。





 实践技巧1 

优化混频器电平


无线通信标准均在最大输出功率时来定标EVM测量结果。通常可以控制信号分析仪中的第一级混频器的功率电平,以确保大功率输入信号不会导致信号分析仪失真。混频器电平的优化设置取决于测量硬件、输入信号的特性以及规范测试要求。


信号分析仪的非线性器件(如混频器)在某些条件下可能会产生失真。当输入信号分析仪的信号功率过大时,该信号会导致输入混频器失真。可调输入衰减则可避免输入混频器因大功率信号导致的失真。


【调整输入衰减】

分析仪的输入衰减器会降低进入输入混频器的信号功率。但是,输入混频器电平设置是失真性能与噪声灵敏度折中后的结果。在较高的输入混频器电平下,可以实现较好的信噪比(SNR);而在较低的输入混频器电平下,失真比较小。性能优异的信号分析仪可以提供精细步进的输入衰减,从而为优化输入混频器电平提供更好的分辨率。


【打开内置前置放大器】

在空口(OTA)测试以及测试系统插损较大的场景中,输入信号电平可能会比最佳混频器电平低一些。内置的前置放大器具有更好的噪声系数,在过低输入电平时打开这一设置,可以保证输入混频器的信号保持在最佳的范围。




 实践技巧2 

优化中频数字转换器的信噪比


宽带毫米波的应用是无线技术发展的趋势。毫米波频段的宽带噪声以及信号分析仪与待测件(DUT)之间过大的路径损耗会导致数字转换器的SNR降低,而SNR较低的话,会导致测量的EVM变差,从而不能准确显示出被测件的性能。


2SNR对发射机测量的影响


信号分析仪的系统中频(IF)噪声必须要足够低,才能获得最佳的EVM测量结果。而另一方面,数字转换器的输入信号电平必须要足够高,且不得导致数字转换器过载。因此,需要根据待测的信号峰值电平对射频衰减器、前置放大器和中频增益值进行综合设置。现代新型信号分析仪,可以实现单键优化这些硬件设置,从而改善 SNR 并避免数字转换器过载。


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优化 EVM测量,改善 5G NR信号解调分析



 实践技巧3 

优化相位噪声


相位噪声描述的是振荡器的频率稳定性,会导致误差矢量信号的相位分量出现误差。信号分析仪的相位噪声是造成EVM测量误差的原因之一。为了获得信号分析仪的最佳相位噪声性能以进行调制分析,不仅要考虑信号分析仪的相位噪声曲线(近端和宽频偏),还要考虑输入信号的工作频率、带宽和子载波间隔(OFDM 信号)。


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针对不同的操作条件,选择特定的 LO相噪模式




信号分析仪本振信号的相位噪声会转换为信号分析仪混频器的输入。相位噪声对IQ星座图的直接影响是产生符号的径向拖尾。在使用高阶调制方案时,星座点距离更小,对EVM性能的要求也更高,应确保信号分析仪的相位噪声性能不会影响 EVM 测量结果,不让信号分析仪的相位噪声成为制约 EVM 测量的瓶颈。

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