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探索矢量信号发生器 分享通用矢量信号发生器架构

实时波形生成可在所有阶段验证接收器设计,从基带子系统编码一直到灵敏度测试。在考虑选择矢量信号发生器时,需要考虑各种参数:信号生成的切换模式、创建您自己的波形以及探索不同的测试场景。您还应该考虑架构差异,比较传统与 DDS(直接数字合成器),以及矢量信号发生器可以帮助解决的各种其他挑战。

当前的客户挑战

许多射频工程师面临着新的设计和测试挑战,包括满足不断涉及的标准要求、提供性能以及在当今竞争激烈的环境中加快上市时间。对更快数据速率应用的需求增长引发了对能够实现更宽信号带宽和更高频率的新技术的需求。目前,5G 新无线电 (NR) 标准规定频率范围 2 (FR2) 为 24.25 GHz 至 52.6 GHz,最大信道带宽为 400 MHz。 

更宽的带宽可实现高吞吐量数据和低延迟。但是,它们也会引入更多噪声,从而降低系统性能。无线工程师需要处理宽带通信的噪声问题。当前的无线设备支持多个频段和无线格式并支持多个天线。这些复杂的设备使设计、测试和隔离系统问题的过程更具挑战性。这会导致更长的开发生命周期,从而减慢上市时间。

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通用矢量信号发生器架构

传统矢量信号发生器架构的主要特点是包含 I/Q 调制器。来自基带发生器输出的 I(同相)和 Q(正交)信号传输到 I/Q 调制器,并通过混频器上变频为中频 (IF) 和 RF 信号。在组合 I 和 Q 信号之前,I 和 Q 信号与同一个本地振荡器 (LO) 混合,并在其中一个 LO 路径中插入一个 90 度移相器。 
 

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图 1. 矢量信号发生器的框图

I/Q 调制器中的每个组件都会产生诸如增益不平衡、时序偏斜、正交偏斜、直流偏移和相位噪声等误差(虚拟:从 I/Q 调制器中弹出这些误差)。为了可视化调制器误差,我们使用基带发生器创建一个 16 多音信号作为示例。传统 I/Q 调制器的输出信号会产生非线性失真,从而降低整体信号动态范围。图 2 显示了由调制器和 RF 部分引起的 16 个音调之间的互调失真。对于调制信号,失真会降低信号质量并导致测量失败。因此,最大限度地减少信号生成的失真对于准确表征宽带射频组件和评估接收器的性能至关重要。
 

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图 2. 具有互调失真的多音信号  

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