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无线局域网中的功率放大器测试方案

上网日期: 2014年12月16日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:WLAN? 功率放大器? EVM测试? 非线性?

最初的无线局域网络标准,主要是用于对有线宽频连接提供低数据传输率无线连接,以进行网页浏览和电子邮件收发。随着时间的演进,新的802.11无线协议可为新的应用提供更高的数据传输率。目前的802.11ac WLAN标准,可在单一射频通道提供高达867Mbps的数据传输率,并在使用MIMO通道时高达6.93Gbps。由于采用了更即时的频宽(提升至160MHz)、更多的MIMO通道(最多8个),以及高密度调变的星座图(高达256QAM),将802.11n标准扩展成了如此高的802.11ac数据传输率。

功率放大器测试

功率放大器(PA)是WLAN发射器电路中的关键组件,因为PA性能会影响无线覆盖范围、数据传输率容量和电池寿命。任何发射器PA的目标都是尽可能使用很少的DC功率以产生足够的线性RF输出功率。当输出功率增加到放大器的增益压缩区时,PA性能由于PA非线性失真而可主导WLAN系统级的发射器性能。移动设备与无线热点通常传输基于100mW(+20dBm)与1W(+30dBm)之间的RF输出功率,且PA必须能产生带有最少非线性失真的足够功率。对PA测试而言,一套完整的IEEE 802.11ac特定的发射器验证测试包括:

●频谱遮罩(Spectrum Mask)

●频谱平坦性

●峰值功率

●中心频率误差

●符号时钟频率误差(Symbol Clock Frequency Error)

●中心频率泄露(Center Frequency Leakage)

●误差向量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)

本文将进一步扩展EVM测试,该测试是全面且广泛使用于PA测试的技术。EVM是一项用来量化数字通信信道的性能的测试,并提供捕获到的编码数据字符与I/Q星座图内理想位置的误差测量。均方根EVM是一项全面性的测量值,在RF信号或设备中的任何缺陷都会使其降低。因此,对WLAN发射器设计而言,PA在其输出功率与信道频率的完整操作范围内,需要可接受的EVM作用。由于802.11ac包括具有2.5%(-32dB)EVM规格限制的256QAM群集,PA线性度和对应的EVM作用必要条件比早期的802.11标准更严格,而802.11n中的PA EVM作用限制在大约3%,而802.11ac中的PA EVM作用则大约限制在1.5%。此外,新的256QAM信号调变具有更高的峰值均值比率(PAR),也增加在802.11ac发射器设计内的PA其所必要的线性输出功率。

无线局域网中的功率放大器测试方案(电子工程专辑)
图1:用于PA测试的测试设备架构图。

图1显示使用ZEC仪器Z8201RF测试套件进行PA测试的典型测试设备架构图。典型的设备清单包括:

●z8651 6GHz向量信号分析仪(Vector Signal Analyzer,VSA),可选择80或160MHz分析频宽

●z8751 6GHz向量信号发生器(Vector Signal Generator,VSG),可选择250或500MHz调变频宽

●z5211 200MS/s任意波形发生器

●可视需要选用Ladybug科技的LB480A USB功率计

●PXI/PXIe机箱与主机电脑

●电缆、定向耦合器和衰减器


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