如何使用CMP180進(jìn)行WLAN功率放大器的動態(tài)EVM測試

為了最大化功放效率，功率放大器必須能工作在快速的開啟與關(guān)閉模式下。但是對于功率放大器的這種快速的開啟會影響信號幀的Preamble部分，從而對于信號解調(diào)造成影響。如圖1所示，針對802.11ax的HE-SU這種幀結(jié)構(gòu)，其Preamble部分包括L-STF, L-LTF, L-SIG, RL-SIG, HE-SIG-A, HE-STF, HE-LTF等多個(gè)部分，根據(jù)不同的幀格式，Preamble的長度約為幾十微秒到一百微秒左右。所以針對器件測試，通常使用動態(tài)EVM來衡量功率放大器在這種頻繁開關(guān)下的信號質(zhì)量。

本文給大家介紹一種基于CMP180進(jìn)行動態(tài)EVM測量的方法。

圖1.Wifi6 HE_SU幀結(jié)構(gòu)

利用R&S的波形生成工具，可以對相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)的內(nèi)容和格式進(jìn)行配置，生成符合要求的波形文件用于測試。這里我們可以對信號的PHY和MAC層的信息進(jìn)行配置。

圖2.利用WinIQSim2生成波形

為了模擬功率放大器的這種開關(guān)的效應(yīng)，需要通過一個(gè)ON–OFF開關(guān)信號來控制直流電源對功率放大器進(jìn)行供電和斷電，即可快速開啟或關(guān)閉功率放大器。當(dāng)這個(gè)信號處于開啟時(shí)功率放大器就工作，當(dāng)這個(gè)信號關(guān)閉時(shí)功率放大器就關(guān)閉，我們把這個(gè)信號稱為功率放大器的使能信號，即功率放大器EN信號。它其實(shí)是控制功率放大器直流供電的一個(gè)控制信號，即如下的藍(lán)色部分。其中：

1. T1是整個(gè)功率放大器系統(tǒng)電路的響應(yīng)時(shí)間，一般在1us以內(nèi)。企業(yè)可以根據(jù)自己的產(chǎn)品特性進(jìn)行配置，這個(gè)時(shí)間越短，功率放大器響應(yīng)就越快。

2. T2是波形文件的持續(xù)時(shí)間，即Waveform duration。

3. T3實(shí)際上是功率放大器的供電關(guān)閉和基帶信號播放完成之后的時(shí)間差。

4. T4是功率放大器的關(guān)閉時(shí)間。

圖3.PA使能信號和波形信號時(shí)序圖

下面簡單介紹一下如何使用R&S的波形生成工具生成具有50% Duty Cycle的波形以及相應(yīng)的” PA (Power Amplifier)EN”信號。

在WinIQsim2中配置相應(yīng)的WLAN規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，Transmission mode，PPDU數(shù)據(jù)中的相關(guān)配置，例如MCS，A-MPDU等參數(shù)，軟件就可以計(jì)算出Waveform的長度，如圖1所示在HE-160MHz，MCS11，Data Length= 11670 Byte的情況下，波形長度為0.1248ms，此時(shí)在Frame Blocks中配置Idle Time，即可得到50% 的Duty Cycle。

配置PA_EN Signal，這里實(shí)際上是對波形設(shè)置相應(yīng)的Marker信號，該Marker信號一方面用于使能功率放大器，另外一方面用于CMP180動態(tài)EVM測量的觸發(fā)，建議這里配置成除了Marker1以外的觸發(fā)，因?yàn)镃MP180的默認(rèn)Marker1是Restart Marker。信號采樣率為240MHz，1us即需要配置240sample作為Marker偏移，Rising Edge需要提前，所以配置為-240 Samples，F(xiàn)alling Edge在 Frame Active之后，所以配置為+240 Samples。在配置好了之后，還可以使用ARB Toolbox的工具去檢查一下波形文件以及PA_EN信號的配置。

圖4.Idle Time配置

圖5.PA_EN配置

圖6.PA_EN波形

在完成波形文件配置之后，就可以跟實(shí)際功率放大器連接進(jìn)行測試了，圖7展示了實(shí)際功率放大器的連接示意圖。

圖7.實(shí)際PA測試 Setup

測試配置方面，CMP180使用GPRF Generator加載剛才配置的波形文件，如圖8所示，CMP180產(chǎn)生了一個(gè)6980MHz，輸出功率為 -10dBm的HE_160信號。

注意，我們根據(jù)實(shí)際情況對CMP180進(jìn)行端口配置，可以利用同一個(gè)通道進(jìn)行測試，也可以利用兩個(gè)通道進(jìn)行測試。

圖8.CMP180信號源配置

測量方面，需要按照波形文件進(jìn)行相應(yīng)的配置。這里我們可以配置相應(yīng)的解調(diào)參數(shù)，例如Standard，SISO or MIMO，信號帶寬，頻點(diǎn)等信息，需要注意的是需要使用正確的觸發(fā)，才可以得到相應(yīng)的動態(tài)EVM測量結(jié)果。另外因?yàn)橛绊慐VM的因素眾多，我們還需要注意相關(guān)解調(diào)配置，這里比較重要的是信道估計(jì)，即Channel Estimation和跟蹤算法 Phase，Timing，Level跟蹤是否啟用。除此以外儀表還提供了額外的噪聲消除和平滑的方法來改善對于信號的EVM解調(diào)性能。

圖9.CMP180解調(diào)配置

在完成了配置之后，即可以開啟測量，進(jìn)行實(shí)際測試了，如圖9所示，即為一個(gè)基本的Dynamic EVM測量結(jié)果。

圖10.CMP180測量結(jié)果

總結(jié)

本文通過一個(gè)實(shí)例來介紹如何使用CMP180進(jìn)行WLAN功率放大器的動態(tài)EVM測試。該方法利用綜測儀進(jìn)行測試，測試方案簡化，不需要額外的PA使能信號產(chǎn)生設(shè)備，也將信號源和頻譜儀的功能進(jìn)行了集成?？梢詷O大的簡化日常測試的環(huán)境搭建工作。

Tips

CMP180是一款功能強(qiáng)大，性能優(yōu)異的非信令綜測儀，它的頻率擴(kuò)展到8GHz，帶寬擴(kuò)展到500MHz，具有極佳的底噪性能，高輸出功率以及業(yè)界領(lǐng)先的殘留EVM性能可以滿足Wifi6e/Wifi7的測試需求。而且它具備雙通道，16端口，可以滿足研發(fā)端True MIMO以及產(chǎn)線多DUT并行測試的需求，最大化優(yōu)化產(chǎn)線結(jié)構(gòu)和吞吐量。它不僅可以滿足終端和AP產(chǎn)品的測試，還可以滿足功率放大器研發(fā)的嚴(yán)格測試需求。

原文標(biāo)題：基于CMP180的WLAN Dynamic EVM測量方法

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審核編輯：湯梓紅