功率放大器测试确保快速准确的ACPR 测量

LTE 功率放大器 ACPR 测量的快速准确测试方案

3GPP 长期演进 (LTE) 标准旨在为 3G 无线通信系统向更高数据速率、更低延迟和更优化的分组无线接入技术演进提供一个新的标准架构。它的目标是实现下行链路峰值数据速率超过 100 Mbps，相同带宽下容量比 HSDPA 增加 3 到 5 倍，与此同时延迟最短达到 20ms。虽然 LTE 有可能增强3G 网络性能并给移动电视和视频市场带来许多新的商机，但是在消费类产品领域中获得成功绝非易事。除了其他条件外，它还需要工程师对功率放大器 (PA) 给予更多的关注，该器件在 LTE 发射机的射频前端具有重要作用。

功率放大器对手机的功耗有很大影响，而且作为一种有源器件，其非线性特性可能会给产品带来问题。LTE 的演进型 Node B (eNB) 功率放大器面临着类似的问题，而且由于它可能是多载波甚至是混合载波的，使得问题更加复杂。要实现最佳的 LTE 系统性能必须有高效的和线性的功率放大器。因此为了实现这一目标，需要在设计和优化阶段对功率放大器进行精确测试。

面临挑战

测试 LTE 系统中的功率放大器是一项艰巨的任务，那是因为 LTE 系统非常复杂、其宽带的信号特性使得有用信号与噪声更为类似，因此需要满足严格的性能指标要求，与此同时 LTE 技术依然在持续演进的过程之中，这使得测试变得更加困难。因此，LTE 系统的设计人员和测试工程师不仅要面临许多新的测量项目，甚至对这些测量需求如何操作也十分苦恼。例如相邻信道功率比(ACPR或 ACLR) 的测量，它是衡量系统线性度的主要指标，由于 LTE 系统可能会导致功率放大器进入非线性区域，所以该项测量是对功放的一项必要且关键的性能测试。目前，工程师通常使用已有的标准测量工具 ( 例如频谱分析仪和软件 ) 来进行 ACPR 测量。遗憾的是，这些工具不能提供最佳的方法来快速、精确地测量功率放大器的 ACPR ，同时也无法简化测试设置或实际测试流程 __ 而所有这一切对于确保 LTE 设备获得商业成功都是至关重要的。

解决方案

要想快速、精确地测量 LTE 功放的ACPR，需要使用灵活和通用的信号发生器和信号分析仪— 这两种仪器都必须能够适应 LTE 标准不断变化的要求和复杂性。信号发生器为元器件测试提供了所需要的标准 LTE 信号。信号分析仪使工程师可以执行许多标准功率测量 ( 例如 ACPR) 和许多解调性能测量，以便进行故障诊断和检测被测件的细微特征 ( 包括 EVM 性能 )。

除 ACPR 之外，工程师还能进行其他测量，包括本振相位噪声、肩衰减、频谱辐射模板、星座图、MER/EVM、I/Q 失真、频率误差和 BER。使用通用信号发生器和信号分析仪是快速、准确测量 ACPR 的关键，但是这些仪器还必须满足其他要求。它们必须是经济高效、快速和可扩展的，并且必须支持不断演进的 LTE 标准。由于 ACPR 测量要求一个具有低失真的信号作为输入，这样才不会掩盖放大器的真实性能，因此，测量解决方案需要在更宽范围的输出功率电平上具有低失真度特征，甚至是在高功率电平上。这样就减少了使用外部功率放大器来驱动被测件的需求 ( 视输入信号电平要求而定 )。

Keysight MXG 射频矢量信号发生器和 MXA 信号分析仪都是非常强大的测量工具，能够快速、精确地测试LTE 的功放。MXG 射频矢量信号发生器具有极快的切换速度 (SCPI 模式时≤ 1.2 ms)、业界最佳的 ACPR( 高于 -70dBc) ( 即使在高功率电平上或更宽范围的输出功率电平上 )、高功率、小体积以及操作简便的自检能力( 图 1 和图 2)。MXG 有各种频率范围和性能配置可供选择，并且支持所有 3GPP 定义的测试模式和最新版本的 LTE 标准，能够轻松扩展以满足设计人员或测试工程师的功放测量需求。由于它非常直观的使用方式，用户可以在本地或远程在线修改关键的信号参数。MXG 具有宽阔、平坦的带宽和低失真度特征，可以提供所需的高动态范围的测试信号，在任意功率电平上针对所有波形 ( 包括那些具有高波峰因数的波形 ) 进行精确的放大器 ACPR测量。它支持带 W-CDMA 信号的多载波信号功能，这项特性非常重要，因为许多早期的 LTE 系统部署可能同时包括 W-CDMA 和 LTE 配置。当与Keysight Signal Studio 软件一起使用时，MXG 能够生成适合特定应用的信号。

Signal Studio for 3GPP LTE 是一个在PC 上运行的应用软件，能够生成标准的上行链路和下行链路 LTE 波形，可与 MXG 信号发生器一起使用。经过业界验证的性能优化的波形能够测试各种元器件指标，包括 : EVM、ACLR、CCDF 等等。预定义设置和可修改信号参数的能力使工程师可以自定义各种信号，以适应其不断变化的需求。

是德科技的 MXA 信号分析仪是一款中档信号分析仪，它具有出色的精度和性能，完全满足 LTE 通信系统设计和制造的需求 ( 图 3)。它提供了极快的速度 ( 模式 / 测量切换时间 <39ms，ACLR 快速模式测量时间 <14ms) 和可扩展性、业界最广泛的应用测量解决方案 ( 超过 20 种 )，并支持 50 多种调制类型。它支持多个频率范围 (20Hz至 3.6、8.4、13.6 和 26.5 GHz)，并提供了高达 26.5 GHz 的内部完全校准的前置放大器选件，以及 25 MHz 分析带宽选件和高达 3.6GHz 的 1dB 电子衰减器选件。它还具有一个纯数字中频、+15 dBm TOI、-151dBm/HzDANL ( 典型 值 为 -154 dBm/Hz)、0.3 dB 绝 对幅 度 精 度 和 73 dB WCDMAACLR 动态范围 ( 使用噪声校准后的典型值78dB)。MXA 现 在 提 供 了 一 种“ 滤波积分带宽 (filtered IBW)”的全新的ACPR 测量方法，它使用陡峭截止的带通滤波器，从而扩大了测量的动态范围。

使用在 MXA 上运行的 N9080ALTE、N9082A TD-LTE 测量应用软件，工程师可以针对 UL 和 DL 测量中所有带宽和调制格式的 LTE 信号进行深入和符合标准的调制分析。工程师能够按照资源块、子载波、时隙或符号来查看 LTE 信号，还能查看复合信号或选择特定区域进行分析。通过面板硬键/ 屏幕功能键来手动控制用户界面或通过 SCPI 远程用户界面控制，能够自动执行设计验证和 / 或样机制造。

下载本文，您将了解如何使用信号发生器和信号分析仪确保快速准确的完成对 LTE功率放大器的 ACPR测量。