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ApplicationNote  应用笔记




                                                                PSG、MXG或
                     C#程序写入功率放大器                 由C#程序控制的本振源    EXG射频源
                     输出I/Q数据和89600均
                     衡器响应的数据文件
                                                                                        本振输入
                 数据文件                                           M8195A     通道1
                                                                任意波形发生器    通道2       中频   射频
        SystemVue写入                                                        通道3       输入   输出
        任意波形发生器的
        数据文件：                                             由C#程序控制的M8195A
        校准参考值              执行SystemVue             由C#程序控制的89600                       上/下
                           仿真的C#程序脚本
        数字预失真参考                                    I/Q数据和均衡器数据上传                      变频器
        应用数字预失真                                                                                       被测
                                                                S系列示波器                                器件
                                                                           通道1
                                                                         辅助触发
                                                                                     中频  射频
                                                                           通道3       输出  输入
                                                             由89600控制







      图3：测试系统软件结构。

      一些远远超出与氧气相关的高吸收峰值。                                 65GSPS任意波形发生器和S系列10位20GSPS示波器以及弗吉尼
         向28GHz及以上新频段的转移将为基站和移动设备的功率                     亚二极管公司（VDI）的紧凑型上变频器和下变频器。使用二
      放大器（PA）开发带来新的挑战。在28GHz时，载波预计为                      次谐波混频器时，上变频器和下变频器需要本振（LO）信号，
      100MHz，载波聚合提供800MHz宽的信号。在60GHz及以上频                 该信号的频率为最终本振频率的一半。本振使用是德科技的
      段，802.11ad的载波已经达到2GHz宽。802.11ay提案增加了两              40GHz连续波（CW）信号发生器来产生。图1为使用的设备，
      个或多个这样信道的聚合或绑定。预计5G将在这些频段中使                        图2为测试装置的框图。使用任意波形发生器的一个通道产生
      用类似的带宽。使用这些频段和信号带宽需要新一代的信号生                        大约4GHz的中频信号。由于上变频和下变频使用相同的本振
      成和分析设备。                                            信号，因此示波器的中频输入也以4GHz为中心。使用这种方
         在3G和4G蜂窝通信中，数字预失真（DPD）用于让功率                     法，几乎可以将示波器的整个8GHz带宽都用于捕获信号。为
      放大器更高效地运行，而无需牺牲调制质量。这一点变得非                         了进行数字预失真分析，我们以1.5GHz的符号率和约2GHz的
      常重要，因为信号峰均比（PAPR）增加了，降低放大器功耗                       占用带宽生成了QPSK和64-QAM信号。信号以7.5GHz的采样率
      的需求也随之增加。在5G中，建议的波形可能需要更高的信                        （即符号率的5倍）生成并进行分析。对于任意波形发生器，
      号峰均比。数字预失真能补偿放大器中的AM/AM和AM/PM失                     7.5GSPS I/Q信号通过软件调制到中频频率，然后上采样到56至
      真。简而言之，可以对输入信号应用AM/AM和AM/PM曲线的                     65GHz范围内的任意波形发生器采样率。数字预失真测量在晶
      倒数，从而在输出端产生理想的信号。在实践中，放大器的                         圆上进行。VDI上变频器和下变频器的一个优点是体积小，能
      记忆效应也要加以考虑，非常宽的信号带宽使得记忆效应加                         放到非常靠近探头的位置，最大限度地减少电缆损耗。
      剧。常用于功率放大器设计和仿真的电路模型不能预测存储器                            Keysight SystemVue和89600矢量信号分析仪软件是测量
      效应，而处理这个问题的唯一实用方法是对功率放大器进行测                        和分析的核心。SystemVue生成测试波形并提取数字预失真模
      试，并捕获通过功率放大器之后的时域调制信号。现有的技术                        型，然后应用这一模型生成预失真波形。矢量信号分析仪软件
      通常需要以三到五倍的信号带宽生成输入信号并进行测量。                         测量误差矢量幅度（EVM）和邻道功率（ACP），显示AM/
         可用于测试4G功率放大器的测试设备可以轻松处理这样                       AM和AM/PM转换，并提取数字预失真模型的I/Q数据。C#程
      的采样率，甚至包括最宽的20MHz LTE信号。对于带宽高达                     序负责协调应用软件及控制M8195A任意波形发生器和本振信
      2GHz的5G和802.11ad信号，用于4G的技术超出了现有大多数                 号发生器。图3为软件结构方框图。
      矢量信号发生器和矢量信号分析仪的能力范围。
                                                         测量结果
      另一种不同的方法                                               我们针对两个不同的被测器件进行了测量。一个是基于
         为了应对5G和802.11ad的数字预失真带宽，我们可以使                   45nm SOI CMOS技术制造的单级功率放大器，具有大约7.5dB
      用宽带任意波形发生器（AWG）和示波器来生成和分析中频                        增益和大约11dBm连续波（CW）1dB压缩点（P 1dB ），以及大
      （IF）信号，采用上变频器和下变频器将中频信号转换为所需                       约15dBm的饱和输出功率（P sat ）。另一个被测器件（基于同
      的载波频率。                                             一半导体平台制造）是一个三级功率放大器，增益为14dB，
         为了对设计用于802.11ad的Skyworks 60GHz功率放大器             连续波P 1dB 约为15dBm。在设计功率放大器时，我们的目标是
      执行数字预失真测量，我们可以使用Keysight M8195A 8位                 让放大器具有最低的AM-AM和AM-PM失真，以及只有很少的

      60                                                            Microwave Journal China  微波杂志  Jul/Aug 2017
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