Messtechnik Bild 3:
Messtechnik Bild 3: EVM-Testaufbau: Das Tiefpass-Oberwellenfilter entfernt die vornehmlich ungeradzahligen Ausgangsharmonischen für eine exakte Messung der Ausgangsleistung tionskanal und Empfänger, alle zusammen schwächen das empfangene Signal. Testaufbau Wenn nicht ausdrücklich erwähnt, kommen folgende Testbedingungen zum Einsatz (Bild 3): • Der IQ-Modulator LTC5598 von Linear Technology, integriert auf der Demonstrationsschaltung DC1455A • LO: 0 dBm, F = 450 MHz • Basisband-Modulation: PN9, Wurzel-Kosinus-Filterung (root raised cosine = RRC), * = 0,35, Symbolrate = 1 Mbit/s, 16-QAM (4 Bit pro Symbol, Verhältnis Höchstwert zu Durchschnitt (peak-to-average ratio) 5,4 dB). • Basisband-Drive: V EMF = 0,8 V differenziell (1,15 V P-P differenziell). V BIAS = 0,5 V. V EMF ist die differenzielle IQ-Basisbandamplitude, wie mit der AMIQ-Software von Rohde & Schwarz angezeigt. Aktuelle I- und Q-Spannungsmessungen (Spitze-Spitze-differenziell) wie dargestellt. • VSA-Messfilter: RRC =, α = 0,35 • VSA-Referenzfilter: Wurzel- Kosinus (RC). 16-QAM ist eine relativ übliche Art der digitalen Modulation, und eignet sich dazu, die mit dem LTC5598 erreichbare Modulationsgenauigkeit zu demonstrieren. Sie wird in vielen drahtlosen Kommunikationsstandards wie LTE/LTE-Advanced, HSDPA, EDGE Evo, CDMA2000 EV-DO, Cognitive Radio IEEE 802.22 (TV White Space), PHS und Tetra benutzt. EVM-Testergebnisse des LTC5598 In Bild 1 ist eine typische EVM- Messung bei LO = 450 MHz dargestellt, die eine EVM des LTC5598 von 0,34% rms und 0,9% Spitze zeigt. Nach dem Oberwellenfilter, wird die Ausgangsleistung mit + 0,4 dBm für das gleiche Signal gemessen. Zum Vergleich: Ein Labor- Signalgenerator mit der gleichen Amplitude, Frequenz und digitalen Modulation misst 0,28% rms und 0,8% Spitze, bei gleichem VSA-Aufbau. Dies zeigt, dass die Modulationsgenauigkeit des LTC5598 nahezu so gut ist, wie das Testequipment mit dem er gemessen wird. EVM-Treiberpegel im Vergleich zum IQ-Treiberpegel • 16-QAM, 1 MS/s, RRC, Kosinusverteilung (raised cosine), α = 0,35, (Verhältnis Höchstwert zu Durchschnitt 5,4 dB). • V BIAS = 0,5 V DC . LO = 0 dBm. Bild 4 zeigt, dass die EVM rapide ansteigt, wenn die Basisbandeingänge den Spitzenwert des Modulatorausgangsignals in die Komprimierung treiben. Selbst ohne einen VSA zur Messung der EVM, kann diese maximale Durchschnitts-Aus- Grundlagen zum VSA und EVM Die Modulationsgenauigkeit wird oft mit einem Vektorsignalanalysator (VSA) gemessen. Siehe dazu auch Bild 2. Kurz beschrieben sind die Funktionen eines VSA folgende: 1. Er wandelt das Eingangssignal herunter und digitalisiert es bei einer spezifizierten Mittenfrequenz über eine bestimmte Bandbreite. Die Modulationsart, Symbolrate, Messfilter usw. sind vom Anwender gewählt. Diese Daten sind als das gemessene Signal bekannt. 2. Er demoduliert das Signal digital, um die Quelle des digitalen Datenstroms wiederzugewinnen. 3. Basierend auf den wieder gewonnenen Quelldaten, Modulationsart etc. generiert der VSA mathematisch ein ideales Referenzsignal. 4. Er berechnet Fehlervektoren, indem er die Differenz zwischen den gemessenen und Referenz-Datenvektoren bestimmt und sie auf den Spitzensignalpegel normalisiert. Aus diesem Satz an Fehlervektoren werden die Durchschnitts- und Spitzenwerte der EVM-Skala extrahiert. Tipps für die geringste IQ-Modulator-EVM Verwende eine „saubere“ IQ-Basisbandquelle: • Der Takt der IQ-DAC sollte nur geringes Phasenrauschen und Phasenjitter aufweisen. • Man sollte sicherstellen, dass das DAC-Rekonstruktionsfilter nicht über die Bandbreite des Basisbands hinaus greift. • Man muss sicherstellen, dass die Signalpfade der Basisband- IQ einen ausreichend flachen Frequenzgang aufweisen. Benutze eine „saubere“ LO-Signalquelle: • Das LO-Phasenrauschen addiert einen Zufalls-Phasenfehler, was die EVM steigert. Diese Fehlerart kann später nicht mehr entfernt werden. • LO-Harmonische steigern den Quadratur-Phasenfehler weiter. Für beste Ergebnisse, hält man sich strikt an die Empfehlungen im Datenblatt des Modulators, die die LO-Harmonischen betreffen. 18 hf-praxis 10/2014
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