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ADS 2004A – 无线测试工作台

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Agilent 的先进设计系统 2004A EDA软件为从事WLAN、3GPP和TDSCDMA技术的电路设计师提供无线系统验证。

遵从标准的 源和测量 及汇集的测试工作台 允许电路设计师用对电路页诸如EVM、BER和ACPR 的系统测量,以及用所备的电路仿真器验证RF元件和子系统的性能。

改进RF电路验证的流程

传统上是由系统设计师制订无线系统级技术指标,而由电路设计师制订由分立音调激励所描述的电路级技术指标。由于两者的要求不尽相同,因此常会在原型测试的最后验证中出现不确定性和“令人诧异”的情况。

为减少这些“令人诧异”和增加一次通过的成功机会,推荐使用改进的流程,即关键的系统技术指标(EVM、BER、ACPR)要连续在系统、RF块、电路、RF布局和最后的原型测试级验证。

与改进的流程不同,在传统流程中系统技术指标只在最后阶段验证。这样,改进流程的直接结果就是减少“令人诧异”,避免产生RF和基带间的集成问题,成为更可预期的流程。

ADS 2004A引入的新无线测试工作台和新的源和测量在不离开电路设计环境的条件下,在流程的“电路”阶段配备了系统测量。为支持这一流程,ADS 2004引入了两项新功能:(1)调制无线源和测量;(2)无线测试工作台。

(1) 调制无线源和测量

非线性和失真测量在传统上是采用CW激励信号。但大多数流行的和新出现的(无线)制式都具有调制和宽带性质,精确的表征和验证需要复杂的调制激励和测量。在这样的情况下,只有使用与实际信号有同样功率统计和带宽的激励信号,才能实现精确的测量。

在ADS2004A版中,引入了下述六种遵循标准的调制源:

  • WLAN802.11a
  • WLAN802.11b
  • 3GPPFDD-Downlink
  • 3GPPFDD-UpLink
  • TDSCDMA-Downlink
  • TDSCDMA-Uplink

下图是12.2 Kbps、1.95 GHz、24dBm功率3GPPFDD_Uplink源输出与具有相同RF频率和功率的分立音调源的比较。

3GPP I, Q和 RF (幅度) 波形与CW信号比较

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信号源模型

虽然这些源的行为就像是一个电路源,但模型下面是对DSP部分、RF调制器和RF输出电阻组合的详细描述。图中示出了3GPP源模型。

3GPP信号源框图

无论是发射机还是接收机设计,误差矢量幅度(EVM)信号性能都受到高度关注。特别感兴趣的是在各结点处检测EVM的能力。

这可使用调制源及其表达式进行。把适当的源和标注放在所要的结点上。然后把EVM(和其它)表达式写在电路图页上,或在仿真后写在对应所要结点的数据显示窗上。

下面这些迹线显示不同输出结点处WLAN信号一个突发的幅度和相位。

图中还有一张表格,对于给定的射频信号功率,从左到右为不同结点处的7个EVM 值。%rms EVM值指示结点evm3的一次重要跃变。

从顶到底: (1) 差分信号幅度。 (2) 输出结点处的突发相位 (3) 不同结点处的EVM。

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(2) 无线测试工作台:链接的源和测量

为了按标准要求进行设计验证,通常需要一个符合标准的“源”和与之链接的相应测量。这意味着可能需要某些与“激励”的测量同步。我们把组合和链接的源和测量定义为“测试工作台”。

无线测试工作台

ADS 2004A引入下面这些新的测试工作台:

WLAN

  • WLAN 802.11a 发射机
  • WLAN 802.11b 发射机
  • WLAN 802.11a 接收机 ACR
  • WLAN 802.11a 接收机灵敏度
  • WLAN 802.11b 接收机灵敏度

3GPP

  • 3GPPFDD 基站发射机
  • 3GPPFDD 用户设备发射机
  • 3GPPFDD 基站接收机
  • 3GPPFDD 用户设备接收机

TD-SCDMA

  • TD-SCDMA 上行链路发射机
  • TD-SCDMA 下行链路发射机
  • TD-SCDMA 下行链路多载波发射机
  • TD-SCDMA 下行链路接收机 ACS
  • TD-SCDMA 上行链路接收机灵敏度

测试工作台通常有一个RF输出端口和一个测量输入端口。下面示出测试工作台的视觉描述,以及如何把它看成是电路图页。

测试工作台的视觉模型,以及它的电路图表述

AVM 或快协同仿真选件

为进行高效的仿真,可激活电路包络仿真器的“AVM或快协同仿真”选件。该选件生成的模型能实现更高效和得到极高精度的电路仿真。下图示出用于AVM设置和生成LNA电路模型的对话框。

AVM 设置生成模型的对话框

测试工作台结果

由工作台RF输出产生的时域信号是全制式信号。在WLAN 802.11短和长前同步码的情况下,存在WLAN 802.11a突发的信号和数据段。下面的仿真结果示出在DUT输入和输出4段突发的两组WLAN 802.11a谱。

至DUT(左列)的输入谱清楚地示出短前同步码的宽载波间距和长前同步码频谱的平坦度。

被测频谱(右列)指示长同步码频谱的平坦度损失和突发的信号部分。这些图为调试和监视由DUT造成的非线性和失真提供了极好的资源。

802.11a 突发的RF(左列)和被测(右列)频谱。

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除了频谱和包络波形结果外,还有许多其它用于CCDF、星座图、EVM和功率测量,以及接收机BER/PER性能的测试工作台。

下面的结果示出WLAN 802.11a接收机测试工作台提供的,作为增益和相位不平衡函数的PER灵敏度。

接收机灵敏度测试工作台:PER作为增益和相位不平衡的函数。

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仪器兼容性

发射机无线测试工作台支持仪器连通性。该无线测试工作台的仪器连通性依赖于连接管理器。

WLAN 测试工作台、信号源和EVM测量均与 Agilent E4438C ESG矢量信号发生器及Agilent 89600 系列矢量信号分析仪兼容。

TD- SCDMA 测试工作台和信号源与Agilent E4438C信号发生器及Agilent 89600 系列矢量信号分析仪兼容。

3GPP FDD测试工作台和信号源与Agilent E4406A VSA系列发射机测试仪,Agilent PSA系列高性能频谱分析仪及Agilent 89600 系列矢量信号分析仪兼容。

总结

Agilent 的先进设计系统 2004A EDA软件为从事WLAN、3GPP和TDSCDMA技术的电路设计师提供无线系统验证。遵从标准的激励—测量及汇集的电路图页测试工作台允许电路设计师用对电路页诸如EVM、BER和ACPR 的系统测量,以及用所备的电路仿真器验证RF元件和子系统的性能。

 
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