隨著5G和Wi-Fi 7等新一代無線通信技術的逐步演進,射頻功率放大器的測試也面臨著越來越大的挑戰,例如帶寬信號的變化由原先的窄帶信號 MHz級別變為寬帶信號百MHz級別,載頻范圍變化從低頻向更高頻段演進(5G信號除了6GHz以下頻段外還增設了毫米波頻段),調制方式上也采用了更高階調制(Wi-Fi 7信號加入4096QAM調制)等。因此,在測試過程中對測量儀器的要求更高,需要更精確的測量和校準,以保證系統的準確性和穩定性。
作為典型的非線性器件,功放面臨效率和線性度的矛盾:一方面,功放工作在高效率區時產生嚴重的非線性失真,增大解調信號的誤碼率并造成帶外頻譜泄漏,干擾鄰道通信用戶;另一方面,保證線性度則意味著高回退,功放效率和輸出功率下降,帶來成本和散熱兩大問題。為了解決這一問題,目前業界系統設計人員普遍采用額外的線性化技術,例如數字預失真技術(DPD)來補償功放的非線性失真,從而提高線性度。同時,結合動態電源DPS技術(如包絡跟蹤ET)來提高效率。
二.如何解決功放測試
下面將帶你快速了解是德科技基于X系列測量應用軟件(以下簡稱X-app)N9055EM0E的寬帶功放測試解決方案。X-app N9055EM0E除了傳統的PA RF特性測量外,還支持用戶做實時的閉環功放數字預失真DPD測試,以及包絡跟蹤ET測試。
關鍵詞:功率放大器,數字預失真(DPD),包絡跟蹤測試(Envelope Tracking)
X-app N9055EM0E從以下九個方面帶你輕松應對5G NR,WLAN寬帶功放測試挑戰。你將體驗到更快的測試速度,更靈活便捷的測試流程以及更高精度、更穩定的測量結果:
01.支持用戶儀器平臺選擇的靈活度,針對模塊化儀器和臺式儀器給出兩套解決方案
? 方案一:基于Keysight 臺式儀器信號發生器加X系列信號分析儀(如VXG M9484C + UXA N9042B),單表測量頻率范圍支持到最高54GHz,2.5GHz分析帶寬。
Figure 1寬帶功放數字預失真測試方案一:Keysight臺式儀器信號發生器加X系列信號分析儀。
? 方案二:基于Keysight 模塊化儀器PXI矢量收發信機(模塊集成了信號源VSG 和分析儀VSA),硬件型號如M9415A,單表測量頻率范圍支持到最高12GHz,1.2GHz分析帶寬。
Figure 2寬帶功放數字預失真測試方案二:Keysight模塊化儀器PXI 收發信機。
02.提供多種數字預失真DPD算法,包括:
? 提供通用數字預失真模型:例如查表法(Look-Up Table),記憶多項式(Memory Polynomial), Volterra級數多項式
? 提供Keysight創新的更高精度的自適應數字預失真算法 – 迭代學習控制數字預失真(Iterative Learning Control DPD)
? 支持導入用戶自定義MATLAB數字預失真算法
03.支持同一界面下展示多次迭代的數字預失真DPD前后比對測量結果,包括:
? AM/AM,AM/PM,矢量誤差Delta EVM。
? 鄰道泄漏比ACPR,輸入輸出功率Power,增益Gain,峰均比PAPR等。
? 購買相對應X系列測量應用軟件license即可輕松在同一界面下獲得調制信號DPD前后的解調信號的矢量誤差Demod EVM:支持5G NR 3GPP最新定義的測試標準信號甚至可測多個子載波信號,WLAN(11ac/ax/be)最新標準信號,LTE等信號。
Figure 3X系列N9055EM0E功放測量應用軟件測試界面
Figure 3展示了測試案例- 5G NR 100MHz信號經Keysight DPD算法后測量指標ACPR,EVM顯著提升:EVM由3.71%提升到0.4%,ACPR Lower由-38.42dBc提升到-54.1dBc,ACPR Upper由-38.24dBc提升到-54.4dBc。
04.支持WLAN 信號的動態EVM測試,可以設置Burst Mask來進行功放的開關信號配置,從而控制直流電源對功放進行供電和斷電,即可快速開啟或關閉功放。
Figure 4 X-app N9055EM0E功放測量應用軟件PA使能信號配置。
Figure 4 X-app N9055EM0E功放測量應用軟件PA使能信號Burst Mask控制:T1為功放供電開始響應時間,T2為波形文件持續時間,T3為功放供電關閉和基帶信號播放完畢后的時間差,T4為功放關閉閑置狀態時間。
05.支持功率點掃描測試,并給出各功率點下的DPD測試結果
Figure 5X-app N9055EM0E功放測量應用軟件功率點掃描Power Sweep,可設置功率點門閥值并開啟DPD
06.支持導入多種格式波形文件以及參考信號在線處理。
? 支持導入由Keysight信號生成軟件Signal Studio生成的波形文件,或用戶自定義波形文件(txt, csv, bin, hdf, MATLAB文件等格式)。
? 支持對參考信號文件做在線處理包括CFR(波峰因子降低),OSR(超采樣)。
07.支持允許將外部附件的S參數文件導入,在數字域對測試鏈路外部附件的頻響進行實時修正。
08.支持以下數字預失真測試結果導出:
? 數字預失真模型文件提取
? 功放模型文件提取
? 預失真波形提取
09.支持參考信號和包絡信號自適應同步的包絡跟蹤ET測試,針對模塊化儀器和臺式儀器給出兩套解決方案。
Figure 6功放包絡跟蹤ET測試方案一:Keysight臺式儀器信號發生器兩通道VXG加X系列信號分析儀
Figure 7功放包絡跟蹤ET測試方案二:Keysight模塊化儀器 PXI收發信機加PXI AWG M3202A
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