矢量信號分析儀在非線性失真的檢測方案中的應(yīng)用

實(shí)際上，可用理想信號與實(shí)際信號的信號比或用理想信號與實(shí)際信號間差值信號的對數(shù)值來描述失真特性。若用x/y坐標(biāo)描繪每個信號差值樣本與理想信號，則所得結(jié)果即為AM/AM失真特性(基于振幅的振幅失真)。將所有的測試點(diǎn)標(biāo)入特性曲線中。這樣，特性曲線與水平0-dB線間的偏離即為非線性失真量，見[圖3(e)和圖3(f)]。將相位誤差看作AM/PM特性曲線理想幅度的函數(shù)(基于振幅的相位失真)，從而可得到相位誤差。

在分析儀工作過程中，用解調(diào)位（比特）重建理想信號。這樣就無需知道之前的發(fā)射數(shù)據(jù)序列或理想I/Q取樣。根據(jù)以上所述方法，通過比較理想信號與測量信號，即可確定實(shí)際特性。這使得放大器可在以后的精確工作模式上被測量。

為計算調(diào)制誤差，分析儀通過將符號時間的 EVM的有效值( RMS)最小化來適配測量信號。有關(guān)這類的適配，在常見的移動無線標(biāo)準(zhǔn)(如 EDGE)中有具體描述。

圖4所示為標(biāo)有符號時間、經(jīng)適配之后的誤差信號。以對數(shù)形式表達(dá)其與參考信號的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)，適配導(dǎo)致測量點(diǎn)及內(nèi)插壓縮曲線在垂直方向上略有偏移[圖3(f)及4(b)]。

插值后，用兩個記號標(biāo)記壓縮點(diǎn)，其水平間隔固定為10dB。通過在特性曲線上移動記號來決定兩記號垂直間隔為1dB的點(diǎn)。此時，標(biāo)為記號C的該位置即表示1dB壓縮點(diǎn)，見圖4(b)。

圖4(c)及4(d)所示為帶上升余弦發(fā)射 濾波的16 QAM調(diào)制方案的實(shí)際測量結(jié)果。該發(fā)射濾波并不需要接收濾波器并能自動產(chǎn)生符號間無干擾(即，集中的)的星座點(diǎn)。適配產(chǎn)生如下圖形：即星座點(diǎn)的位置被輕微地向高電平移動。中間位置的星座圖看起來相符，而具有高電平的外部點(diǎn)向內(nèi)微移。

通過插入所有的測量點(diǎn)[見圖4(d)的上半部]可得放大器的AM/AM失真曲線。圖4(d)底部所示為AM/PM曲線，即用x/y軸表示的信號的相位差與理想信號電平的關(guān)系。在適配后這兩個特性曲線在垂直方向上都有移動，但對壓縮點(diǎn)的微分計算通常還能提供正確的數(shù)值。

該失真測量新方法也可與所有線性調(diào)制方案及任一類型的發(fā)射濾波器一道采用。然而，新方法要求一個沒有接收濾波的測量信號。任何有帶寬限制的接收濾波，將因為濾波器的沖擊響應(yīng)被分配到一定量的符號周期上，從而導(dǎo)致非線性效應(yīng)。結(jié)果將造成信號特性的惡化。

為解釋新的失真測量方法，用基于 EDGE移動無線標(biāo)準(zhǔn)的沖擊信號作為例子。數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)EDGE使用3?/8-8PSK調(diào)制方案。對于發(fā)射機(jī)，有一個特殊的濾波器，該濾波器無符號間干擾。做為示范測試的一部分，EDGE沖擊信號被解調(diào)，并將測試結(jié)果距離對齊，按同步序列的位置排列并限制在該沖擊信號有效范圍(有用部分)內(nèi)。這樣，沖擊信號的邊緣及之外的區(qū)域就不會被用于測量分析。

對于寬帶、雙極小信號放大器(沒有顯示)的測量，矢量信號分析儀計算所加的采樣輸入功率，確定壓縮點(diǎn)及相位誤差，并按絕對刻度顯示。對于這一放大器，計算出來的1dB壓縮點(diǎn)為+10.36dBm（被測部件的輸出電平），相位失真為8.71deg。除了這些電平及相位特性之外，對平均功率電平與峰值因子(峰值與平均功率的比值)的比較可提供與DUT失真相關(guān)的更多信息。這些測量結(jié)果顯示：平均功率壓縮為0.68dB、峰值因子下降了0.82dB。

這套最先進(jìn)的矢量信號分析儀，使得非線性失真特性及調(diào)制相關(guān)的壓縮參數(shù)的測量變得非常容易。這套檢測設(shè)備還可用于傳統(tǒng)的矢量分析及失真測量，還可以直接驗證功率放大器的預(yù)矯正的有效性，而不像其它檢測設(shè)備，如 EVM那樣，只能通過推斷才能實(shí)現(xiàn)。