消除高速转换器连续波和调变信号测量的差异

2016-10-12 09:15:43来源: elecfans
  高速类比数位转换器(ADC)及数位类比转换器(DAC)的讯号常常可使用连续波(continuous wave, CW)来描述,对于ADC而言,较容易透过CW产生器和窄频带通滤波器产生无杂讯的CW讯号;对于DAC而言,较容易分析CW讯号;这两者皆提供许多标準参考测试,可在各种装置之间明确比较。然而,大多数的系统都是将高速资料转换器用于调变波形取样。消除以CW测量为基础各种规格与调变讯号系统要求之间的差异极为不易。

  CW讯号和调变讯号之间存在两种差异,会影响高速资料转换器的行为。首先,CW讯号没有频宽-电源仅局限于单一频率,而调变讯号有频宽,电源分布于某个频率範围。可能产生的结果是CW讯号失真,另一个频率引起CW谐波,调变讯号失真引起比频率範围更宽的谐波和交叉调变:第二次谐波的2倍、第叁次谐波的3倍等。在频宽与调变讯号相同的某个频段中,电源的传播导致较低完整度的失真电源。

  其次,大多数调变讯号(只有GSM中使用的GMSK等调变机制除外)均对振幅进行调变,而产生低于最大功率的平均功率。为了便于比较,CW讯号的功率维持恆定。图1显示存在的差异,呈现出调变长期演进(LTE)讯号的功率与时间的对比关係。平均功率约为最大功率的7%,亦即比最大功率低11dB。

  

  在大多数装置中,谐波失真杂讯会随着讯号功率增加而增加。例如,讯号功率每增加1dB,叁阶谐波杂讯便增加3dB。因此,相较于低平均功率的调变讯号,最大功率的CW讯号呈现更明显的失真。图2显示如此的情况,将最大功率的CW讯号叁阶谐波失真与调变LTE讯号进行比较。使用的失真模型是简单的多项式:

  Vout=Vin+coeff×Vin3

  谐波失真係数coeff为任意选择的值,藉以说明显着的失真程度。

  CW讯号产生比CW讯号低42dB的叁阶失真杂讯,而LTE讯号产生比LTE讯号低56dB的叁阶失真杂讯。图2显示的功率已标準化为各个讯号的最大功率。

  因此,使用最大功率CW讯号评估理论装置中调变LTE讯号的谐波失真,会将LTE讯号失真高估14dB。
 

  如何才能进行更精确的CW测试?CW测试无法撷取完全相同的调变讯号结果,而调变讯号失真取决于讯号功率的统计分佈。在上例中,比最大功率低-7dB的CW讯号,会产生与LTE讯号相同的第叁次谐波失真(见图2)。由于调变LTE讯号的平均功率比最大功率,或峰值功率低约11dB,相当于将CW讯号功率设定比调变讯号平均功率高4dB。

  若要以更精确的方式快速评估调变讯号效能,可使用调变讯号峰值功率与平均功率的dB比率,然后将CW功率设定为1/3的最大功率。例如,如果调变讯号PAR为6dB,则应将 CW 讯号设定为比最大功率低-4dB,再测量相对于讯号功率的谐波失真。这种方法对于OFDM、WCDMA和QAM等各种调变讯号类型均有效。

关键字:调变信号  高速转换器  数位转换器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/article_2016101217684.html
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