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(duì)于功率放大器的這種快速的開啟會(huì)影響信號(hào)幀的Preamble部分，從而對(duì)于信號(hào)解調(diào)造成影響。如圖1所示，針對(duì)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(zhǎng)度約為幾十微秒到一百微秒左右。所以針對(duì)器件測(cè)試，通常使用動(dòng)態(tài)EVM來(lái)衡量功率放大器在這種頻繁開關(guān)下的信號(hào)質(zhì)量。

本文給大家介紹一種基于CMP180進(jìn)行動(dòng)態(tài)EVM測(cè)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(duì)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(cè)試。這里我們可以對(duì)信號(hào)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(hào)來(lái)控制直流電源對(duì)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(hào)處于開啟時(shí)功率放大器就工作，當(dāng)這個(gè)信號(hào)關(guān)閉時(shí)功率放大器就關(guān)閉，我們把這個(gè)信號(hào)稱為功率放大器的使能信號(hào)，即功率放大器EN信號(hào)。它其實(shí)是控制功率放大器直流供電的一個(gè)控制信號(hào)，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(hào)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(hào)和波形信號(hào)時(shí)序圖

下面簡(jiǎn)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(hào)。

 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(zhǎng)度，如圖1所示在HE-160MHz，MCS11，Data Length= 11670 Byte的情況下，波形長(zhǎng)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(duì)波形設(shè)置相應(yīng)的Marker信號(hào)，該Marker信號(hào)一方面用于使能功率放大器，另外一方面用于CMP180動(dòng)態(tài)EVM測(cè)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(hào)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(hào)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(cè)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(cè)試 Setup

測(cè)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(hào)。

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

圖8.CMP180信號(hào)源配置

測(cè)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(hào)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(dòng)態(tài)EVM測(cè)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(lái)改善對(duì)于信號(hào)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(cè)量，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試了，如圖9所示，即為一個(gè)基本的Dynamic EVM測(cè)量結(jié)果。
 

圖10.CMP180測(cè)量結(jié)果

總結(jié)

本文通過一個(gè)實(shí)例來(lái)介紹如何使用CMP180進(jìn)行WLAN功率放大器的動(dòng)態(tài)EVM測(cè)試。該方法利用綜測(cè)儀進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方案簡(jiǎn)化，不需要額外的PA使能信號(hào)產(chǎn)生設(shè)備，也將信號(hào)源和頻譜儀的功能進(jìn)行了集成。可以極大的簡(jiǎn)化日常測(cè)試的環(huán)境搭建工作。

CMP180是一款功能強(qiáng)大，性能優(yōu)異的非信令綜測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)試，還可以滿足功率放大器研發(fā)的嚴(yán)格測(cè)試需求。