如何表征宽带大功率放大器
白皮书
如何表征宽带大功率放大器
用户对更高数据速率应用的需求正在飞速增长，因此业界需要开发能够在更高频率和更高阶调制方案下实现大信号带宽的现代化技术（如高通量卫星和 5G 新空口）。然而，带宽越大，带给系统的噪声就越多；调制方案越高阶，则越容易受到噪声的影响。适当的信噪比（SNR）是维持通信链路质量的关键。您需要提高信号电平并降低系统噪声，从而保持链路的高质量。大功率放大器是构建射频（RF）和微波通信系统的重要基石。它们在输出大功率的同时也会给系统带来非线性失真。因此，要想打造可靠的设计和出色的产品，关键是要表征宽带大功率放大器的非线性特性。本文重点介绍了如何测量宽带大功率放大器的失真。探索如何为宽带应用执行激励－响应测试，并介绍了一种表征射频功率放大器的创新方法。
失真测量
宽带通信系统使 用大信道带宽 和复杂的调制方案来提高数据吞吐量。然而，带宽越大，聚集的噪声就越多，而复杂的调制方案很容易受到系统噪声的影响。系统设计人员需要表征和评测各个子系统和元器件的非线性失真，从而实现所需的性能。激励－响应测量是一种评测失真的简单方法。它们要求输入一个激励测试信号，然后采集输出的响应并进行分析。激励－响应测试可帮助您了解射频元器件在不同条件下的性能，从而确定最适合的设计折中方案。激励－响应测试包括互补累积分布函数（CCDF）、谐波、三阶互调（TOI）、邻道功率（ACP）和误差矢量幅度（EVM）等测试。
请按照以下三个步骤来表征您的设计并进行问题诊断：
- 表征数字调制信号。您需要了解仿真波形的功率特征，以便将正确的幅度电平应用到信号发生器上。您可以测量并比较输入信号和输出信号的 CCDF 曲线，查看被测器件（DUT）的输出是否被压缩。
- 进行失真测量。通过谐波失真、TOI 失真和 ACPR 等测量来查看失真对频谱的影响。
- 对调制信号进行解调和问题诊断。您可以对设计进行解调分析和问题诊断。
如需了解常见激励－响应测量的更多信息，请下载白皮书《通过激励－响应测量表征射频器件的三个步骤》。接下来，我们将讨论如何评测宽带应用中的失真性能——噪声功率比（NPR）和调制失真测量。
NPR 测量
NPR 测量能够对系统、子系统和元器件的互调失真进行客观和定量的表征。
什么是 NPR ？
NPR 是一种失真测量，有助于确定没有杂散的最大动态范围。在进行 NPR 测量时，您需要生成条件噪声并分析噪声经过被测器件后发生的变化。图 1 描绘了 NPR 的输入信号、输出信号和测量结果。NPR 输入信号包含加性高斯白噪声，使用陷波滤波器去除了一部分频谱。具有非线性特性的被测器件会导致被测器件输出端的频谱陷波内产生失真分量（紫色区域）。NPR 是通带内所有互调产物之和与陷波中所有互调产物之和的比值。
要获得准确的 NPR 测量结果，激励信号（输入信号）的陷波必须深而尖，信号分析仪必须具有高动态范围。这些步骤确保测得的失真是来自被测器件，而不是来自信号发生器和信号分析 仪本身。
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