利用矢量信號分析儀如何對IQ調(diào)制器中EVM性能進(jìn)行優(yōu)化

簡介

EVM或誤差矢量幅度本質(zhì)上是數(shù)字調(diào)制精度的標(biāo)量測量，是任何數(shù)字調(diào)制源的重要品質(zhì)因數(shù)。本文介紹了矢量信號分析儀如何幫助優(yōu)化IQ調(diào)制器的EVM性能，例如LTC5598，一個5MHz至1600MHz的高線性度直接正交調(diào)制器。

需要低調(diào)制器EVM，因?yàn)镋VM在線路下降得更遠(yuǎn) - 傳輸上變頻器，濾波器，功率放大器，通信信道和接收器都會損害接收信號。

測試設(shè)置

除非另有說明，否則以下測試條件適用（參見圖3）：

凌力爾特公司演示電路DC1455A上的LTC5598 IQ調(diào)制器。

LO：0dBm，f = 450MHz。

基帶調(diào)制：PN9，根升余弦（RRC）濾波，α= 0.35，符號率= 1Msps，16-QAM（每符號4位，峰均比5.4dB）。

基帶驅(qū)動：V EMF 1 = 0.8V差分（1.15V PP 差分）。 V BIAS = 0.5V。

VSA測量濾波器：RRC，α= 0.35。
VSA參考濾波器：根余弦（RC）。

注1：V EMF 是差分IQ基帶幅度，如Rohde＆amp; Sons所示。 Schwarz AMIQ軟件。實(shí)際的I和Q電壓（峰峰值差分）測量如圖所示。

16-QAM是一種相對常見的數(shù)字調(diào)制類型，很容易證明LTC5598可以達(dá)到的調(diào)制精度。它被用于許多無線通信標(biāo)準(zhǔn)，如LTE / LTE-Advanced，HSDPA，EDGE Evo，CDMA2000 EV-DO，Cognitive Radio IEEE 802.22（TV white space），PHS和TETRA。

LTC5598 EVM測試結(jié)果

LO = 450MHz時的典型EVM測量結(jié)果如圖1所示，證明LTC5598 EVM為0.34％rms，峰值為0.9％。在諧波濾波器之后，對于相同的信號，輸出功率測量為+ 0.4dBm。相比之下，在相同的VSA設(shè)置下，具有相同幅度，頻率和數(shù)字調(diào)制的實(shí)驗(yàn)室級信號發(fā)生器測量0.28％rms和0.8％峰值。這表明LTC5598調(diào)制精度幾乎與用于測量它的測試設(shè)備一樣好。

EVM與IQ驅(qū)動電平

16-QAM，1Msps，RRC升余弦，α= 0.35（峰均比5.4dB）。

V BIAS = 0.5V DC。 LO = 0dBm。

圖4顯示當(dāng)基帶輸入將調(diào)制器輸出信號峰值驅(qū)動為壓縮時，EVM迅速增加。即使沒有VSA來測量EVM，這個最大rms輸出功率水平也可以通過以下方式估算：

同樣，這只是一個粗略的估計(jì)。對于更復(fù)雜的調(diào)制方案，即使1dB壓縮也可能過大，同時波峰因數(shù)會更高，從而顯著降低高度復(fù)雜波形的平均輸出功率。

EVM vs LO頻率

使用相同的測試條件：

16-QAM，1Msps，RRC，升余弦，α= 0.35（峰值平均比5.4dB）。 V EMF = 0.8V差分（1.15V P-P 差分），V BIAS = 0.5V。

圖5說明了如何在IQ調(diào)制器頻率范圍規(guī)格的末端附近影響LTC5598調(diào)制精度。 EVM在30MHz至700MHz的中頻頻率下最低。在低于30MHz的LO頻率下，EVM通過更強(qiáng)的LO驅(qū)動而降低（參考LTC5598數(shù)據(jù)手冊）。

在兩個LO頻率極值處，LTC5598 EVM的主要貢獻(xiàn)因素是正交相位誤差，如表1中顯示了一些IQ增益不平衡，但通常對整體EVM沒有太大貢獻(xiàn)。必要時，這些誤差項(xiàng)中的任何一個或兩個都可以在基帶或某些發(fā)射鏈中進(jìn)行開環(huán)校正，作為現(xiàn)有閉環(huán)PA預(yù)失真校正系統(tǒng) 2 的一部分。

在某些系統(tǒng)中，EVM可能完全可以接受，例如，當(dāng)使用簡單的低階數(shù)字調(diào)制方案時。

結(jié)論

LTC5598在許多流行的VHF和UHF通信頻段上提供出色的數(shù)字調(diào)制精度。在某些情況下，EVM可與實(shí)驗(yàn)室級信號發(fā)生器相媲美。在需要或必要時，可以實(shí)現(xiàn)正交相位和/或增益的基帶校正以提高精度。