【導讀】用戶對更高數據速率應用的需求正在飛速增長，因此業界需要開發能夠在更高頻率和更高階調製方案下實現大信號帶寬的現代化技術（如高通量衛星和 5G 新空口）。然而，帶寬越大，帶給係統的噪聲就越多；調製方案越高階，則越容易受到噪聲的影響。

適當的信噪比（SNR）是維持通信鏈路質量的關鍵。您需要提高信號電平並降低係統噪聲，從而保持鏈路的高質量。大功率放大器是構建射頻（RF）heweibotongxinxitongdezhongyaojishi。tamenzaishuchudagonglvdetongshiyehuigeixitongdailaifeixianxingshizhen。yinci，yaoxiangdazaokekaodeshejihechusedechanpin
，guanjianshiyaobiaozhengkuandaidagonglvfangdaqidefeixianxingtexing。

本文重點介紹了如何測量寬帶大功率放大器的失真。探索如何為寬帶應用執行激勵－響應測試
，並介紹了一種表征射頻功率放大器的創新方法。

失真測量

激勵－響應測量是一種評測失真的簡單方法。它們要求輸入一個激勵測試信號
，然後采集輸出的響應並進行分析。激勵－響應測試可幫助您了解射頻元器件在不同條件下的性能，從而確定最適合的設計折中方案。激勵－響應測試包括互補累積分布函數（CCDF）
、諧波、三階互調（TOI）、鄰道功率（ACP）和誤差矢量幅度（EVM）等測試。

請按照以下三個步驟來表征您的設計並進行問題診斷：

• 表(biao)征(zheng)數(shu)字(zi)調(tiao)製(zhi)信(xin)號(hao)。您(nin)需(xu)要(yao)了(le)解(jie)仿(fang)真(zhen)波(bo)形(xing)的(de)功(gong)率(lv)特(te)征(zheng)
，以(yi)便(bian)將(jiang)正(zheng)確(que)的(de)幅(fu)度(du)電(dian)平(ping)應(ying)用(yong)到(dao)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)上(shang)。您(nin)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)並(bing)比(bi)較(jiao)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)和(he)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)的(de)CCDF曲線，查看被測器件（DUT）的輸出是否被壓縮。

• 進行失真測量。通過諧波失真
、TOI失真和ACPR等測量來查看失真對頻譜的影響。

• 對調製信號進行解調和問題診斷。您可以對設計進行解調分析和問題診斷。

接下來
，我們將討論如何評測寬帶應用中的失真性能——噪聲功率比（NPR）和調製失真測量。

NPR 測量

NPR 測量能夠對係統
、子係統和元器件的互調失真進行客觀和定量的表征。

什麼是 NPR
？

NPR 是一種失真測量
，有助於確定沒有雜散的最大動態範圍。在進行NPR測量時
，您需要生成條件噪聲並分析噪聲經過被測器件後發生的變化。圖1描繪了NPR的輸入信號、輸出信號和測量結果。NPRshuruxinhaobaohanjiaxinggaosibaizaosheng，shiyongxianbolvboqiquchuleyibufenpinpu。juyoufeixianxingtexingdebeiceqijianhuidaozhibeiceqijianshuchuduandepinpuxianboneichanshengshizhenfenliang（紫色區域）。NPR是通帶內所有互調產物之和與陷波中所有互調產物之和的比值。

圖1. 射頻功率放大器的NPR測量結果

要獲得準確的NPR測量結果，激勵信號（輸入信號）的de陷xian波bo必bi須xu深shen而er尖jian，信xin號hao分fen析xi儀yi必bi須xu具ju有you高gao動dong態tai範fan圍wei。這zhe些xie步bu驟zhou確que保bao測ce得de的de失shi真zhen是shi來lai自zi被bei測ce器qi件jian，而er不bu是shi來lai自zi信xin號hao發fa生sheng器qi和he信xin號hao分fen析xi儀yi本ben身shen。

多音頻失真法

深(shen)而(er)尖(jian)的(de)陷(xian)波(bo)濾(lv)波(bo)器(qi)可(ke)能(neng)很(hen)難(nan)獲(huo)得(de)。您(nin)也(ye)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)儀(yi)創(chuang)建(jian)大(da)量(liang)音(yin)頻(pin)來(lai)仿(fang)真(zhen)寬(kuan)帶(dai)噪(zao)聲(sheng)，然(ran)後(hou)禁(jin)用(yong)部(bu)分(fen)音(yin)頻(pin)來(lai)生(sheng)成(cheng)陷(xian)波(bo)。不(bu)過(guo)，這(zhe)些(xie)音(yin)頻(pin)也(ye)會(hui)在(zai)信(xin)號(hao)發(fa)生(sheng)器(qi)內(nei)部(bu)產(chan)生(sheng)互(hu)調(tiao)產(chan)物(wu)，您(nin)需(xu)要(yao)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)校(xiao)正(zheng)程(cheng)序(xu)來(lai)抑(yi)製(zhi)帶(dai)內(nei)和(he)帶(dai)外(wai)的(de)失(shi)真(zhen)產(chan)物(wu)。

圖2顯示的多音頻失真軟件設置將會生成 100 MHz 帶寬多音頻信號，其中包含 1,001 個音頻
，音頻間隔為100 kHz。在偏離NPR測試中心頻率10 MHz 處有一 個 10 MHz 陷波。圖3顯示了頻譜分析儀的測量結果。在 9.8 MHz 掃寬下
，陷波處的噪聲功率為 -43.18 dBm。

圖2. 用於 NPR 測試的多音頻信號生成設置

圖3. 使用 PXA 信號分析儀進行 NPR 測量

一yi旦dan多duo音yin頻pin生sheng成cheng軟ruan件jian工gong具ju激ji活huo校xiao正zheng程cheng序xu
，頻pin譜pu分fen析xi儀yi就jiu會hui測ce量liang陷xian波bo區qu域yu內nei的de互hu調tiao產chan物wu。然ran後hou，該gai工gong具ju會hui重zhong新xin計ji算suan並bing將jiang校xiao正zheng後hou的de多duo音yin頻pin波bo形xing下xia載zai到dao信xin號hao發fa生sheng器qi中zhong，從cong而er最zui大da限xian度du減jian少shao互hu調tiao產chan物wu。校xiao正zheng過guo程cheng會hui重zhong複fu進jin行xing，直zhi到dao互hu調tiao產chan物wu低di於yu目mu標biao抑yi製zhi水shui平ping。圖tu4 顯示，校正後的噪聲功率下降到了-60.29 dBm（改善了 17 dB）。先進校正功能可以改善信號發生器導致的互調產物。您可以將校正麵擴展到被測器件的輸入端口，包括測試夾具中額外的有源元器件（如外部功率放大器）。

圖4. 改善 NPR 測試信號的陷波深

與模擬方法評測放大器和其他通信器件中的互調失真影響相比，這種確定 NPR 的數字方法由於能夠為 NPR 測量生成精確且可重複的激勵信號
，在很多方麵都更勝一籌。校準後幅度平坦且準確的信號
、可預測且可重複的尖銳頻譜形狀
、可以改善陷波深度的校正能力以及將測量麵擴展到被測器件等都讓數字方法更有優勢。

調製失真測量

如圖5所示，在表征射頻寬帶元器件時，當前常用的方法是使用兩種儀器——矢量網絡分析儀（VNA）和信號發生器（SG）加上信號分析儀（SA）進行激勵－響應測試。VNA係統可提供S參數、增益壓縮、TOI和噪聲係數測量，表征射頻元器件的基本特征。SA+SG係統可提供CCDF、ACP、EVM和NPR測量。您需要在兩個測試係統之間轉移被測器件
，才能完成所有測試項目並校準係統
，獲得準確

、可重複的測量結果。

圖5. 表征射頻寬帶元器件的性能

新調製失真方法隻需單次連接，便可使用 VNA 和矢量信號發生器（VSG）對射頻放大器進行完整和準確的表征。這種方法充分利用 VNA 的體係結構在被測器件的輸入端和輸出端進行失真測量（圖6）。測試係統可持續測量輸入信號和輸出信號。它還會計算頻譜相關性，從而能夠將輸出頻譜分解為線性相關頻譜和非線性失真頻譜。

圖6.  調製失真測量方框圖

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