5G功放怎么測試

在億萬斯年的歷史長河中，提出問題與解決問題一直是推動人類文明進(jìn)步的主要動力。作為太陽系唯一的文明，人類不斷運用智慧解決各種難題，從電、電話、無線電到計算機、半導(dǎo)體、汽車、新能源車、航天飛船、人工智能等的發(fā)明，這些都徹底改變了人類的世界。而未來的世界中，還將會有更多未知的挑戰(zhàn)等待人類去探索和解決。

是德科技為您帶來最新的“Solution Talks”，旨在幫助您快速實現(xiàn)創(chuàng)新的解決方案，以加速創(chuàng)新，連接世界并確保安全的領(lǐng)先。我們的話題覆蓋無線通信（包含5G、6G）、汽車與能源、高速計算和光通信、半導(dǎo)體、醫(yī)療等行業(yè)的測試場景。

總結(jié)

?設(shè)計與5G基礎(chǔ)設(shè)施兼容的功率放大器帶來了重大挑戰(zhàn)，因為毫米波載波頻率、寬帶寬信號、復(fù)雜的調(diào)制方案、以及越來越嚴(yán)格的誤差矢量幅度（EVM）和相鄰信道功率比（ACPR）要求，傳統(tǒng)的矢量信號分析儀（VSA）表征方法呈現(xiàn)出某些方面的局限性。

?Keysight開發(fā)了一種新的測試應(yīng)用來進(jìn)行功率放大器的表征，解決了傳統(tǒng)方法的挑戰(zhàn)，利用高動態(tài)范圍和最低的剩余EVM來快速測量非常低的EVM。

?調(diào)制失真測試選件提供了一整套的解決方案，使VNA測量以及ACPR和EVM在一個單一的測試系統(tǒng)使用VNA和信號發(fā)生器，允許用戶用固定連接進(jìn)行多種測量，簡化了測試設(shè)置，提高了測量精度和可重復(fù)性，并產(chǎn)生了較低的殘余EVM結(jié)果。

場景和趨勢

現(xiàn)代射頻通信鏈中的一個重要組成部分是功率放大器（PA），PA位于射頻發(fā)射鏈路的最后階段。作為信號傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵決定因素，功率放大器通過放大信號為天線提供高功率的發(fā)射信號。功率放大器決定了射頻信號傳輸?shù)男室约百|(zhì)量。因此，功率放大器設(shè)計者需要準(zhǔn)確的器件表征，以盡量縮短設(shè)計周期。

為了滿足5G的需求，設(shè)計者需要優(yōu)化PA的性能。5G功率放大器（PA）用于支持5G的移動基站和手機中，以放大信號進(jìn)行傳輸。然而，部署5G，尤其是毫米波頻段（mmWave）所需的載波頻率、寬帶寬信號和復(fù)雜的調(diào)制方案對元件的要求非常嚴(yán)格。

部署5G信號的收發(fā)需要嚴(yán)格的誤差矢量幅度（EVM）測試。設(shè)計師在生成準(zhǔn)確的器件模型、最大限度地減少設(shè)計周期以及用傳統(tǒng)的EVM測量矢量信號分析儀認(rèn)證器件的5G一致性方面面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。

需求和痛點

由于功率放大器的線性度和效率之間存在折中關(guān)系，功率放大器設(shè)計者面臨的挑戰(zhàn)之一是如何將功率放大器設(shè)計成高線性度以及高效的，并滿足苛刻的工作條件，例如毫米波（mm Wave）載波頻率和極寬的信號帶寬。數(shù)字預(yù)失真（DPD）是一種通過預(yù)先將信號失真提高功率放大器線性度的方法。通過反饋電路及DSP得到功率放大器的失真特性，對輸入信號進(jìn)行預(yù)失真，使其與功率放大器的非線性失真相反，從而在PA的輸出端產(chǎn)生一個線性化信號從而延伸出更長的線性區(qū)，提高功率放大器的線性工作區(qū)。

關(guān)鍵性能指標(biāo)包括誤差矢量幅度（EVM）、鄰道功率比（ACPR）、輸出功率和增益。然而，隨著5G元件和系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性不斷增加，在調(diào)制信號激勵下，準(zhǔn)確的表征放大器的非線性特征變得越來越具有挑戰(zhàn)性。

射頻元器件的制造商必須提供明確的產(chǎn)品EVM指標(biāo)。然而，傳統(tǒng)的EVM測量系統(tǒng)涉及到包括信號源，信號分析儀通過信號源產(chǎn)生調(diào)制信號到信號分析儀器然后通過VSA鏈路做解調(diào)計算出EVM值。此外，傳統(tǒng)的信號分析儀隨著分析帶寬的增加會出現(xiàn)信噪比下降的問題。

數(shù)字預(yù)失真（DPD）是功率放大器（PA）的一個關(guān)鍵的非線性補償工具，能夠提高發(fā)射機的效率。為了滿足現(xiàn)代通信標(biāo)準(zhǔn)對高峰均功率比的線性和效率要求，設(shè)計者經(jīng)常使用DPD來補償非線性功率放大器行為。然而，為了最有效地使用DPD，設(shè)計師首先需要詳細(xì)的非線性行為數(shù)據(jù)。

解決方案

因此，是德科技開發(fā)了一種新的測量方法（調(diào)制失真）來執(zhí)行 PA 表征，以應(yīng)對傳統(tǒng)方法的挑戰(zhàn)。這種方法利用高動態(tài)范圍和最低殘余 EVM 來快速測量非常低的EVM。調(diào)制失真測試設(shè)置使用 VNA 和信號發(fā)生器在單個測試系統(tǒng)中提供所有 VNA 測量參數(shù)如S參數(shù)、器件的殘余EVM，輸出EVM，EVM vs power，ACPR，NPR，DPD，load pull等測量。

5G PA 表征集成測試裝置

功率放大器測試解決方案通過PNA-X調(diào)制失真分析軟件應(yīng)用，以更快的速度提供更低的殘余EVM。矢量校準(zhǔn)確保出色的信號保真度和準(zhǔn)確的調(diào)制測量。

VNA表征5GPA測試方案

這種用于測量 PNA-X 調(diào)制失真的新測試方法利用了是德科技獨有的一些關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)具有以下關(guān)鍵優(yōu)勢：

?緊湊的測試信號創(chuàng)建可在相對較短的時間內(nèi)進(jìn)行精確測量。

?VNA 校準(zhǔn)和解嵌應(yīng)用于調(diào)制分析，可在毫米波頻率下進(jìn)行精確的調(diào)制測量。

?隔離失真和附加噪聲貢獻(xiàn)，同時消除輸入信號的貢獻(xiàn)，可提高測量精度。

?PNA高動態(tài)范圍賦予了調(diào)制失真應(yīng)用有極低的殘余EVM，并可以利用網(wǎng)絡(luò)儀校準(zhǔn)和信號源校準(zhǔn)獲得極高的EVM和ACPR測量精度。

?可使用網(wǎng)絡(luò)儀內(nèi)置的VSA軟件查看完整的星座圖，進(jìn)行debug。

?消除信號分析儀可簡化 EVM、NPR 和 ACPR 測量的大功率設(shè)置和開關(guān)矩陣，并降低成本。

審核編輯：湯梓紅