用于射頻測(cè)量的任意波形發(fā)生器
當(dāng)與Modular軟件協(xié)同使用時(shí),Tabor公司W(wǎng)onder Wave系列高性能AWG也許是調(diào)制發(fā)生器的終極。
Tabor公司的Wonder Wave 系列任意波形發(fā)生器(AWG) 是目前可用的功能強(qiáng)大、靈活的測(cè)試工具。它們具有產(chǎn)生幾乎任何信號(hào)的獨(dú)特能力,是需要產(chǎn)生真實(shí)信號(hào)時(shí)的首選儀表。AWG的基本性能由最大抽樣頻率、DAC分辨率和波形存儲(chǔ)容量等技術(shù)參數(shù)決定。抽樣頻率大于1GHz,數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換分辨率達(dá)到16比特,波形存儲(chǔ)容量高于16M樣值,這些代表了當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)(圖1)。
圖1 Tabor公司W(wǎng)onder Wave 系列產(chǎn)品
AWG在射頻中的應(yīng)用
多年來(lái),我們用AWG產(chǎn)生復(fù)雜的波形,尤其是基帶信號(hào)或低頻IF信號(hào)。這些信號(hào)可以直接用于信號(hào)通路端點(diǎn)的許多測(cè)試中。基帶信號(hào),I 和Q 分量通過(guò)正交調(diào)制器產(chǎn)生需要的調(diào)制載波。也就是說(shuō),相對(duì)低頻的IF信號(hào)可以向上轉(zhuǎn)換到所需的頻率(圖2)。現(xiàn)今市場(chǎng)上大多數(shù)具有復(fù)雜調(diào)制能力的矢量信號(hào)發(fā)生器都采用內(nèi)部或外部AWG產(chǎn)生需要的信號(hào)(如UMTS,Wi-Fi和藍(lán)牙)。
圖2 IQ或IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成RF信號(hào)
基于以下因素,Tabor公司的AWG可以很好地應(yīng)用于調(diào)制產(chǎn)生:
● 不需要特殊的硬件
● 可以產(chǎn)生從
直流到奈奎斯特頻率的任意載波
● 幾乎可以產(chǎn)生具有任何失真,線性和非線性的信號(hào)
● 可以單獨(dú)作為通用工具
● 有些模型,如2571A和2572A具有并行數(shù)字輸出,可以用于軟件無(wú)線電(SDR)系統(tǒng)測(cè)試
性能
采用AWG作為射頻發(fā)生器的一個(gè)最通常的考慮因素是可用動(dòng)態(tài)范圍。在該應(yīng)用領(lǐng)域的一些重要測(cè)試,如相鄰信道功率比(ACPR),非常依賴(lài)這個(gè)技術(shù)指標(biāo)。然而,最重要的還是噪聲功率譜密度,換句話說(shuō)就是信號(hào)占用的頻帶中的噪聲。對(duì)信號(hào)帶寬(SBW)中的噪聲功率譜密度進(jìn)行積分獲得信道SNR。例如,采用1.2GS/s,12比特的理想AWG(如Tabor公司的WW1281A)產(chǎn)生一個(gè)10dB峰值因子(PAPR)的CDMA下行IF信號(hào),其信號(hào)-量化噪聲比是82dB(圖3)。
圖3 10dB峰值因子(PAPR)的CDMA下行IF信號(hào)
回繞
相對(duì)于AWG的其它應(yīng)用領(lǐng)域,無(wú)線測(cè)試對(duì)信號(hào)質(zhì)量和一致性有更高的要求,因?yàn)橥瑫r(shí)涉及到了信號(hào)的許多方面:時(shí)間、頻率、調(diào)制、信道編碼、協(xié)議以及影響信號(hào)這些方面的回繞不一致。回繞引起的人為誤差是因信號(hào)起始和結(jié)束時(shí)非一致產(chǎn)生的。在信號(hào)設(shè)計(jì)中,去除回繞人為誤差是非常重要的,這樣當(dāng)實(shí)際用于傳輸時(shí),如同在真實(shí)的發(fā)送器中一樣,信號(hào)流中沒(méi)有毛刺。Tabor公司的Modular軟件采用一種稱(chēng)為循環(huán)卷積的操作,即使對(duì)于任意數(shù)量的載波,也可以自動(dòng)消除因?yàn)榛乩@而引起的人為誤差(圖4)。
圖4 回繞解決方案
計(jì)算信號(hào)
Tabor公司的Modular軟件包(圖5) 在不犧牲信號(hào)質(zhì)量的前提下,采用了快速計(jì)算的算法,因此信號(hào)產(chǎn)生速度快,測(cè)試交互性可以達(dá)到更高層次。理想的無(wú)損傷波形可以用于許多測(cè)試,但是一些測(cè)試要求仿真實(shí)際條件。Modular可以產(chǎn)生線性和非線性(AM/AM和AM/PM)、多路徑以及各種干擾的信號(hào)。它提供了足夠的可視化特性和分析能力,用于驗(yàn)證合成的信號(hào)。Modular可以顯示一系列圖表,如星座和相位圖、頻譜、I和Q對(duì)應(yīng)時(shí)間關(guān)系圖、CCDF以及直方圖。
圖5 信號(hào)分析
Modular可以輸入外部定義的調(diào)制、I和Q時(shí)域波形、基帶濾波器和數(shù)據(jù)序列。它也可以采用ASCII定界格式輸出波形數(shù)據(jù),同一測(cè)試波形就可以用于任何仿真工具中,因此結(jié)果可以與被測(cè)設(shè)備的實(shí)際性能相關(guān)聯(lián)。
總結(jié)
由于支持高抽樣率/分辨率,大容量記錄長(zhǎng)度以及良好的線性度,Tabor公司的AWG功能日益強(qiáng)大,將會(huì)在射頻領(lǐng)域得到更廣泛的使用。Tabor公司的AWG可以提供所有類(lèi)型的內(nèi)置調(diào)制,F(xiàn)M,AM,SWEEP,PWM,F(xiàn)SK,PSK,ASK,(n)QAM,(n)PSK,甚至是在一個(gè)信號(hào)中組合了FM、AM和PM的獨(dú)特的3D調(diào)制。現(xiàn)在新Modular軟件與功能強(qiáng)大的AWG組合在一起,Tabor公司可以為市場(chǎng)上射頻/無(wú)線應(yīng)用提供具有超強(qiáng)功能的工具。