EVM是什么?
在星座圖中,會(huì)有一個(gè)理想的點(diǎn),然后還有一個(gè)實(shí)測的點(diǎn)。
就是一個(gè)是打算在哪,另一個(gè)是實(shí)際在哪。
再換句話說,就是一個(gè)是理想,一個(gè)是現(xiàn)實(shí)。
星座圖中的點(diǎn),其與原點(diǎn)連接的矢量,所對應(yīng)的長度和角度,分別對應(yīng)信號(hào)的幅度和相位。
理想點(diǎn)與原點(diǎn)的連接,是一個(gè)參考的矢量。
實(shí)測點(diǎn)與原點(diǎn)的連接,是一個(gè)實(shí)測的矢量。
而理想點(diǎn)與原點(diǎn)的連接,就被稱為誤差矢量(error vector)。
和所有矢量一樣,誤差矢量有幅度,有方向。
在數(shù)字調(diào)制中,主要關(guān)注誤差矢量的幅度,不糾結(jié)方向。
因此,最重要的測量目標(biāo),是誤差矢量的幅度,即EVM,全稱為error vector magnitude.
人都知道,理想與現(xiàn)實(shí)的差距越小越好。
所以,誤差矢量的幅度,也是越小越好。
那差別主要來自哪里呢?
一個(gè)來自幅度誤差(magnitude error),也就是說接收到的矢量與參考的矢量相比,要么太長,要么太短。
一個(gè)來自相位誤差(phase error),也就是說接收到的矢量與參考的矢量相比,角度有差。
EVM大,則代表測量點(diǎn)和理想點(diǎn)之間的距離很大。
也就是說理想點(diǎn)A所對應(yīng)的測量點(diǎn),可能與理想點(diǎn)B的位置更接近。
這樣,會(huì)導(dǎo)致接收端誤判的概率提高。
因此,減小EVM,是無線通信系統(tǒng)中的重要目標(biāo)之一。
對EVM造成影響的因素主要有哪些?
影響EVM的因素,可以分為四大類,分別為幅度影響,相位影響,I/Q不平衡,配置因素。
說到幅度影響。
首先,與幅度相關(guān)的因素,都可能會(huì)影響EVM。
比如說,信號(hào)太高,導(dǎo)致器件進(jìn)入非線性;或者信號(hào)太低,容易受噪聲影響,此時(shí)都會(huì)增加EVM。
比如說,外界干擾,或者系統(tǒng)內(nèi)的雜散,也會(huì)影響EVM。
比如說,相應(yīng)帶寬內(nèi)不平坦的頻率響應(yīng),也可能增加EVM。
.......
說到相位影響。
也就是說,與相位相關(guān)的因素,都會(huì)可能影響EVM。
比如說,信號(hào)相噪的影響。我的理解是這樣的(歡迎批判):本身相位調(diào)制是基于理想相位的,如果相位噪聲太高的話,理想相位本身就不理想了。
比如說,相位響應(yīng)隨頻率的變化而變化。我的理解是這樣的(歡迎批判):可以理解為群時(shí)延隨著頻率的變化有抖動(dòng),這樣的話,不同頻率的信號(hào)經(jīng)過時(shí),其相位變化也會(huì)不一樣,導(dǎo)致EVM增加。
還有就是I/Q不平衡。
比如說增益不平衡,相位不平衡,直流饋通等。
說到配置因素。
就包括發(fā)端和收端,設(shè)置的匹配濾波器的類型或參數(shù),符號(hào)率等設(shè)置的有差別。
EVM計(jì)算時(shí)的注意點(diǎn)
EVM計(jì)算時(shí),會(huì)歸一化。
有兩種歸一化的方法,一種是用最大峰值功率來歸一化;另一種,是用RMS功率來歸一化。
在比較EVM時(shí),需要保證使用同樣的歸一化方法。
EVM的單位可以是%,也可以是dB。
對于單位為%的EVM值,小的百分比值,表示更好的EVM。
對于單位為dB的EVM值,通常為負(fù)值,越負(fù),EVM越好。
EVM在debug中的作用
重點(diǎn)來了哈!雖然說,我沒有用過這種方法來進(jìn)行過debug。
但是看上去,好像很好用的樣子。
首先,看看EVM隨時(shí)間變化的曲線的作用。
EVM是基于每個(gè)符號(hào)進(jìn)行計(jì)算的,也就是說,每個(gè)符號(hào)都會(huì)計(jì)算EVM。
因此,EVM可以繪制成時(shí)間的函數(shù),也可以看成連續(xù)符號(hào)的函數(shù)。
比如如下圖,發(fā)送和接收符號(hào)率之間細(xì)微的差異,使得EVM隨時(shí)間變化的曲線呈現(xiàn)出一個(gè)V形曲線。
突發(fā)或者脈沖信號(hào),在開始或結(jié)束的時(shí)候,由于各種放大器效應(yīng)或時(shí)序的影響,EVM可能會(huì)高點(diǎn)。
如果幅度隨時(shí)間變化,可能會(huì)使得幅度相對較高或者幅度相對較低的符號(hào)的EVM變大。
EVM也可以繪制成隨頻率的曲線。
EVM隨頻率變化的函數(shù),是對上面的EVM隨時(shí)間變化的函數(shù)進(jìn)行FFT變換。
而這個(gè)曲線最有用的應(yīng)用,是可以發(fā)現(xiàn)帶內(nèi)的雜散信號(hào)或者干擾。
如下圖所示,藍(lán)色曲線為幅度譜,看不出任何有雜散信號(hào)。青色曲線為EVM譜,上面可以明顯的看到帶內(nèi)雜散性。
這是因?yàn)?,疊加有雜散信號(hào)的有用信號(hào)的EVM,只會(huì)在雜散頻率處變高。
還有EVM與功率之間的關(guān)系,即看EVM隨著輸入功率變化的函數(shù)。
如下圖所示,曲線為一個(gè)浴缸形狀的曲線。低輸入電平時(shí),SNR較小,導(dǎo)致較高的EVM;高輸入電平時(shí),器件進(jìn)入非線性,EVM也會(huì)惡化。
所以,這個(gè)EVM與功率的曲線,可以用來確定器件的最優(yōu)工作區(qū)域。
EVM隨功率以及頻率變化的曲線
在三維空間內(nèi),繪制EVM隨功率和頻率變化的曲線,可以很容易的找出被測器件的隨頻率變化趨勢或者問題區(qū)域。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:Wow, EVM原來還能助射頻工程師排查出隱形雜散
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