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          針對包絡跟蹤放大器完整的測試方案

          2020年04月06日 14:40 ? 次閱讀

          本文介紹了羅德與施瓦茨公司針對包絡跟蹤放大器完整的測試方案,最新的矢量信號源SMW200A是業界第一臺同時支持射頻信號和包絡信號輸出的測試儀表,大大提高了測試效率,減輕了測試復雜度。同時,其分析軟件基于矢量信號分析儀FSW可以測量包絡跟蹤放大器測試所需的所有指標,包括功放效率、射頻指標等。

          移動通信技術從2G時代的GSM/EDGE發展到3G時代的WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000,再到目前的研究熱點LTE/LTE-A,高階調制、多載波等新技術的應用,使得網絡所支持的數據速率越來越高,與此同時信號的峰均比(PAR)也越來越大。而傳統的固定電源功率放大器在高峰均比、高功率情況下,工作效率很低,從而導致很大一部分能量浪費了,尤其是對于終端的電池壽命影響很大。

          與傳統的固定電源功放相比,包絡跟蹤放大器可以與射頻信號的包絡同步地改變放大器電源電壓,從而提高包絡跟蹤功放的效率。所以,更多的功放廠商開始支持包絡跟蹤技術,來減少功率消耗,比如應用在智能手機上的功放。

          典型的功放測試系統由一臺信號源和一臺頻譜分析儀組成,不過對于包絡跟蹤放大器測試,需要一臺額外的信號源提供包絡信號給放大器的直流調制器。羅德與施瓦茨公司的矢量信號源SMW200A,一臺儀表就可以同時提供射頻信號和包絡信號給包絡跟蹤放大器,同時配合矢量信號分析儀FSW就可以對包絡跟蹤放大器的功放效率、鄰帶泄露特性、調制特性等指標進行分析測量,如果加裝相應的數字預失真選件,該套測試環境還可以對放大器進行相應的預失真測試。

          包絡跟蹤技術基礎

          現 代通信系統中的數字調制信號比如LTE/LTE-A 都有很高的峰均比,至少會有幾個dB。也就是說LTE的瞬時信號功率隨著時間的變化會有很大的變化,為了防止功放工作在飽和區域,所以需要給傳統的功放提 供一個很高的直流電壓。這樣,當功放工作在低輸出功率時,會造成很多能量以散熱的方式浪費了。

          包絡跟蹤技術的應用,有效地克服了這個問題。理想的包絡跟蹤技術可以根據射頻信號的包絡,動態的調節給功放的供電電壓,從而使得功放的效率大大提高。以移動終端為例,應用了包絡跟蹤技術的功放,可以使得電池的壽命大大延長。

          圖1給出了傳統功放與包絡跟蹤放大器的基本原理差別。

          傳統功率放大器和包絡跟蹤放大器基本原理圖

          圖1:傳統功率放大器和包絡跟蹤放大器基本原理圖。

          從圖1可以看出,對于傳統的功率放大器直接把基帶的IQ數據上變頻之后,以射頻形式提供給功放,同時功放需要一個恒定的直流電壓供電。但是,對于包絡跟蹤放大器,除了提供射頻信號之外,還需要把相應基帶信號的包絡下列公式提供給直流調制器,以便提供可變的直流電壓給功放。

          為了使直流調制器更有效地工作,需要把直接的包絡信息A經過一定的賦形處理,比如線性、查找表、多項式、Detroughing等。同時,為了使功放能夠正 常有效地工作,到達功放的射頻信號和調制直流電壓需要嚴格的時間對齊,如果兩者的時間存在一定的誤差,就會導致功放輸出信號的調制質量變差。

          包絡跟蹤測試方案

          羅德與施瓦茨公司針對包絡跟蹤放大器提 供了完整的測試方案,矢量信號源SMW200A可以提供測試所需的射頻信號和包絡信號,矢量信號分析儀FSW可以對放大器輸出的射頻信號以及直流調制器輸 出的電壓和電流進行測量,同時SMW200A和FSW可以由運行在PC機上的測試軟件FS-K180PC進行控制,自動完成包絡跟蹤的測試。

          SMW200A 可以實時產生各種通信制式的標準信號,也可以加載客戶自定義的ARB文件。同時,SMW200A的IQ Analog模塊可以輸出相應的包絡信號,并且可以適配直流調制器的電壓范圍、偏壓、增益、阻抗等特征參數。在包絡跟蹤測試過程中,還需要對包絡信號進行 賦形,SMW200A支持線性、查找表、多項式和Detroughing等賦形方式;射頻信號和調制電壓是否同步,對包絡跟蹤的效果至關重 要,SMW200A支持包絡信號和射頻信號之間可調整的時延范圍是,可以輕松滿足同步的需要。

          FSW具有良好的射頻指標,可以對放大器的頻域特性進行測試,同時可以分析各種通信標準信號的調制質量(EVM、頻譜誤差等),如果加裝模擬IQ輸入選件,還可以對直流調制器輸出電壓和電流進行測試。

          FS- K180PC軟件可以通過網絡接口控制SMW200A和FSW,來完成包絡跟蹤和數字預失真的自動測試。該軟件可以測試常規的頻域信息,比如PA輸出信號 的功率、ACLR等;測試信號的調制質量,比如EVM、IQ Offset、IQ Imblance等;測試包絡信號和射頻信號的時域關系;同時還可以測試放大器的AM-AM,AM-PM特性,并且可以通過軟件中的“Update DPD on SMW”功能實時對SMW200A中的信號進行數字預失真補償,使PA工作在線性區域。

          本文使用羅德與施瓦茨公司的測試設備和軟件,對實際的包絡跟蹤放大器進行測試,現場測試連接如圖2所示:

          包絡跟蹤放大器測試連接圖

          圖2:包絡跟蹤放大器測試連接圖。

          測試結果及說明

          包絡跟蹤技術可以使工作在高功率輸出狀態下的放大器減 少功率損耗,提高功放效率。以該測試為例,當我們使用上行10MHz 帶寬的FDD LTE信號作為放大器的輸入,其輸出平均功率約為25dBm,此時與傳統的恒定電壓供電放大器相比,使用包絡跟蹤技術可以使其功放效率提高20%左右。同時,FS-K180PC軟件還可以對放大器的EVM、ACLR等射頻指標進行測試,也可以測試出進放大器射頻信號與包絡電壓之間的時域關系,具體結果如圖3所示。

          包絡跟蹤放大器測試結果

          圖3:包絡跟蹤放大器測試結果。

          從測試結果圖中可以看出,FS-K180PC軟件同時可以對放大器的預失真效果進行測試和補償,FSW測試出放大器的AM-AM、AM-PM特征,會自動生 成相應的查找表,SMW200A支持實時的修改數字預失真查找表,無需重新生成信號即可實現數字預失真功能,通過激活該功能可以使放大器的線性截止點提高3個dB左右。

          小結

          本文介紹了羅德與施瓦茨公司針對包絡跟蹤放大器完整的測試方案,最新的矢量信號源SMW200A是業界第一臺同時支持射頻信號和包絡信號輸出的測試儀表,大大提高了測試效率,減輕了測試復雜度。同時,其分析軟件基于矢量信號分析儀FSW可以測量包絡跟蹤放大器測試所需的所有指標,包括功放效率、射頻指標等。

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          會議明確,新增地鐵線路公用移動通信傳輸系統和既有地鐵線路5G傳輸系統的投資由北京鐵塔負責,各電信運營....
          發表于 2020-03-07 09:44? 400次閱讀
          北京市截止目前全市已經總共開通了26000個5G...

          Aigtek功率放大器在壓電樣品超聲諧振譜測試中應用

          發表于 2020-03-06 17:24? 316次閱讀
          Aigtek功率放大器在壓電樣品超聲諧振譜測試中應用

          Avanci宣布OPPO廣東移動通信有限公司已加...

          目前,Avanci專利池中已有的專利權人38位,其中包括有:中國的中興通訊、OPPO、中國移動、大唐....
          發表于 2020-03-06 15:03? 847次閱讀
          Avanci宣布OPPO廣東移動通信有限公司已加...

          TOP-L48K功率放大器是專門為船、艦領域開發的一款線性功率放大器產品可直接運用于大型船只、水面艦艇及潛艇。

          發表于 2020-03-04 21:59? 147次閱讀
          TOP-L48K功率放大器是專門為船、艦領域開發的一款線性功率放大器產品可直接運用于大型船只、水面艦艇及潛艇。

          5G的到來將會推動移動通信業在5個方面發生變化

          5G的技術標準是高度統一的,5G的技術性能遠超4G。但5G所需的頻率資源多于4G,建設成本和運維成本....
          發表于 2020-03-04 10:45? 415次閱讀
          5G的到來將會推動移動通信業在5個方面發生變化

          利用LTCC技術實現LTCC AiP設備的開發

          繼LTE/4G通信之后,第5代移動通信系統“5G”服務已在世界范圍內啟動。利用毫米波帶的電波實現“超....
          發表于 2020-03-03 16:53? 251次閱讀
          利用LTCC技術實現LTCC AiP設備的開發

          Qorvo?推出業內最高性能的寬帶GaN 功率放...

          移動應用、基礎設施與航空航天、國防應用中 RF 解決方案的領先供應商Qorvo?, Inc.(納斯達....
          發表于 2020-03-03 11:05? 303次閱讀
          Qorvo?推出業內最高性能的寬帶GaN 功率放...

          Qorvo QPA3069 S波段功率放大器在貿...

          貿澤電子 (Mouser Electronics) 即日起開始備貨Qorvo的QPA3069功率放大....
          發表于 2020-02-28 11:45? 217次閱讀
          Qorvo QPA3069 S波段功率放大器在貿...

          紫光展銳推出虎賁T7520處理器,最高支持120...

            2月26日,移動通信及物聯網核心芯片供應商紫光展銳今日正式發布新一代5G SoC移動平臺 — 虎....
          發表于 2020-02-26 16:46? 1149次閱讀
          紫光展銳推出虎賁T7520處理器,最高支持120...

          羅德與施瓦茨R&S TS-RRM測試系統...

          羅德與施瓦茨新的5G無線資源管理(RRM)一致性測試系統——R&S TS RRM針對各種FR1和LT....
          發表于 2020-02-26 09:08? 99次閱讀
          羅德與施瓦茨R&S TS-RRM測試系統...

          (案例分享)Keysight頻譜分析儀 N9010A測量異常維修

          一、儀器型號:N9010A 二、故障描述:搭建1.8G4T4R一次PIMD時發現該儀器測試沒有反應,經過多次校準發現該...
          發表于 2020-02-24 16:54? 537次閱讀
          (案例分享)Keysight頻譜分析儀 N9010A測量異常維修

          湖南省印發了加快第五代移動通信產業發展的若干政策

          該政策提出,要鼓勵發展光交換、基帶、中高射頻、圖像處理等5G高端芯片、元器件及砷化鎵、氮化鎵等化合物....
          發表于 2020-02-24 11:28? 198次閱讀
          湖南省印發了加快第五代移動通信產業發展的若干政策

          5G在疫情防控中將會起到很重要的賦能作用

          高通不會改變在中國發展的信心。”孟樸說,高通作為一家植根中國的跨國公司,將在這一非常時期加強與中國企....
          發表于 2020-02-20 10:47? 377次閱讀
          5G在疫情防控中將會起到很重要的賦能作用

          中國移動已完成了武漢40所方艙醫院的全部移動通信...

          記者了解到,截至2月19日,目前武漢投入使用或在建的40所方艙醫院,中國移動已全部完成移動通信設施建....
          發表于 2020-02-20 10:35? 673次閱讀
          中國移動已完成了武漢40所方艙醫院的全部移動通信...

          示波器和頻譜分析儀的指標區別

             示波器和頻譜分析儀是工程師日程工作中常用到的測試儀器,安泰工程師從實時帶寬、動態范圍、靈敏度和功率...
          發表于 2020-02-14 17:28? 509次閱讀
          示波器和頻譜分析儀的指標區別

          射頻源與頻譜分析儀怎么連接使用?

          射頻源:點擊FREQ,設置頻率為1GHz,點擊LEVEL,設置電平為-20dBm; 點擊 MOD →調幅,打開,設置...
          發表于 2020-02-14 12:31? 445次閱讀
          射頻源與頻譜分析儀怎么連接使用?

          頻譜分析儀和信號分析儀的區別

          頻譜分析儀和信號分析儀的區別       在實驗室和車間最常用的信號測試儀器是示波器。人的思維對時...
          發表于 2020-02-12 15:44? 394次閱讀
          頻譜分析儀和信號分析儀的區別

          短波寬帶功率放大器原理圖

          我在網上百度到一種短波寬帶功率放大器,頻率是1.6-29.999我非常想看看這個資料的全部但是網上只有末級功率放大器的原...
          發表于 2020-02-07 09:23? 631次閱讀
          短波寬帶功率放大器原理圖

          大家有用過中波(0.3M~3MHz)的小功放(10W左右)的芯片嗎?

          大家有用過中波(0.3M~3MHz)的小功放(10W左右)的芯片嗎? 最近想DIY做一個中波的小功放,功率10W左右即可...
          發表于 2020-01-20 20:15? 811次閱讀
          大家有用過中波(0.3M~3MHz)的小功放(10W左右)的芯片嗎?

          具有極高效率的射頻功率放大器方案

          乍一看,線性穩壓器似乎是射頻功率放大器的完美解決方案,因為它們產生的噪聲非常小,并且沒有高頻開關。因此,不會產...
          發表于 2020-01-11 07:30? 876次閱讀
          具有極高效率的射頻功率放大器方案

          csr3021做單聲道音箱遇到的一些問題

          高通csr3021芯片接單聲道功放技巧,選用的功放,最后總是失真大,選那些單聲道功放效果和性價比好?...
          發表于 2020-01-04 16:12? 651次閱讀
          csr3021做單聲道音箱遇到的一些問題
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