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Ora, le frequenze PCB ad onda millimetrica nella gamma di circa 20 GHz a 110 GHz stanno diventando sempre più popolari perché è disponibile una maggiore larghezza di banda alle frequenze di onda millimetrica. Man mano che la tecnologia a semiconduttore continua ad evolversi, sono disponibili sempre più dispositivi di frequenza a onde millimetriche, ma la strumentazione per testare e misurare dispositivi a onde millimetriche può essere molto complessa. La sfida che l'industria dei test di comunicazione deve affrontare è come far sì che le soluzioni di strumentazione soddisfino i requisiti di volume di prova delle apparecchiature ad onde millimetriche.
Nella progettazione di tali dispositivi, le catene di segnale ad alte prestazioni sono critiche, come i convertitori ad alta velocità con le prestazioni necessarie per raggiungere i canali di trasmissione e ricezione a banda larga di ultima tecnologia, PLLS ad alte prestazioni, modulatori ortogonali e demodulatori, mixer a banda larga, interruttori a banda larga e attenuatori, E una famiglia completa di ricetrasmettitori, convertitori di dati, Anche i componenti RF svolgono un ruolo critico. Come fornitore di tecnologia di simulazione ad alte prestazioni, la società ADI può fornire varie soluzioni per soddisfare i requisiti delle apparecchiature di prova di comunicazione. Questo articolo analizza come costruire la catena del segnale di trasmissione millimetro-onda del livello dello strumento da diversi componenti principali della società ADI.
Misurare l'importanza del MVE per gli indicatori di performance
L'ampiezza del vettore di errore (EVM) è una misura scalare dell'accuratezza della modulazione digitale ed è un fattore di qualità importante per qualsiasi sorgente di segnale di modulazione digitale. È importante implementare un EVM basso nel modulatore del trasmettitore perché l'EVM di un segnale si deteriora mentre passa attraverso ogni componente del collegamento di trasmissione/ricezione. Il convertitore, il filtro, l'amplificatore di potenza, il ricevitore e persino il canale di comunicazione possono compromettere la qualità del segnale.
La figura seguente mostra la curva della vasca EVM per un dispositivo radio, che mostra la gamma dinamica disponibile per il dispositivo alla potenza operativa. Poiché l'obiettivo EVM per le soluzioni di strumentazione è solitamente un ordine di grandezza inferiore alla maggior parte dei limiti standard, se i limiti sono applicati allo stesso dispositivo, la gamma disponibile del dispositivo è ridotta. Come costruire prestazioni EVM superiori agli standard non è una piccola sfida.
Catena del segnale di trasmissione a onde millimetriche
Come costruire apparecchiature di prova a onde millimetriche di alta qualità con l'ordine del divario di magnitudine
Nella maggior parte dei casi, la selezione e l'ottimizzazione dei componenti possono migliorare significativamente l'ingresso EVM, ma potrebbe non essere sufficiente, attraverso il sistema di riconfigurazione, può utilizzare le prestazioni di rumore per le prestazioni di linearità, fare la curva a destra, naturalmente, anche può fare cose opposte, per configurare il sistema per ottenere migliori prestazioni di rumore, spostare la curva a sinistra, dopo la riconfigurazione, È possibile creare una nuova curva della vasca che è un ordine di grandezza migliore del design originale, come mostrato nella figura sottostante. In questa configurazione, i progettisti possono costruire la catena del segnale di trasmissione dell'onda millimetrica utilizzando un convertitore digitale-analogico ad alta velocità, un upconverter dell'onda millimetrica, un dispositivo loop di conversione del rumore di fase ultra-bassa e un amplificatore.
Il complesso se la topologia viene utilizzata nella catena del segnale di trasmissione dell'onda millimetrica perché il filtraggio può essere semplificato e la prestazione complessiva può essere raggiunta. Il complesso if è creato per la prima volta utilizzando un dispositivo di front end a segnale misto (MxFE) AD9082, che contiene quattro dack, ognuno funzionante a 12GSPS, in grado di generare il complesso if forma d'onda direttamente utilizzando un modulatore digitale integrato. Questi segnali if, distanti 90°, vengono poi alimentati all'ADMV1013, un upconverter integrato ad onde millimetriche con un doppio di frequenza incorporato e un filtro LO sintonizzabile. Il segnale carrier viene quindi generato utilizzando il dispositivo di loop di conversione ADF441A per l'operazione di upconversion. Il segnale portante generato da questo dispositivo ha un contenuto spettrale molto ordinato e rumore di fase ultra-basso. Infine, l'uscita del modulatore MMW è collegata all'amplificatore di frequenza MMW HMC635 e l'uscita del risultato è collegata all'analizzatore di segnale vettoriale.
Inoltre, l'effetto di avanzamento del vettore può essere significativamente ridotto utilizzando la funzione LO zero integrata nel dispositivo ADMV1013. L'eliminazione dell'alimentazione LO e la riduzione della banda laterale contribuiranno a semplificare il filtro richiesto per la catena del segnale. In questa impostazione, la banda laterale è ridotta di -35DBC e l'alimentazione del vettore è ridotta di -30DBC senza calibrazione aggiuntiva. Ulteriori miglioramenti possono essere ottenuti attraverso la taratura.
Passando alle prestazioni EVM sulla catena di trasmissione, l'uscita della catena di trasmissione è collegata ad un analizzatore di segnale vettoriale commerciale, che si traduce nuovamente in una larghezza del vettore di prova di 100MHz e una nuova forma d'onda 5G radioFR2 con modulazione di ampiezza ortogonale 256. Come mostrato nella figura seguente, le prestazioni EVM su tutte le frequenze sono molto buone. Il limite standard EVM è di circa -30DBC. L'EVM mostrato nella figura è di circa 15 dB inferiore al limite standard. Si noti che ci sono più curve della vasca per ogni configurazione del sistema, e a livelli di potenza inferiori l'amplificatore finale nella catena del segnale è bypassando, il che aiuta a dare la precedenza alle prestazioni del rumore rispetto alle prestazioni di linearità. Man mano che la potenza di uscita aumenta, il dispositivo è configurato per prestazioni di linearità rispetto alle prestazioni di rumore, con conseguente curva di bagno EVM molto più ampia, dimostrando che le prestazioni EVM a livello di sistema possono essere migliorate riconfigurando il sistema.
Con lo sviluppo della tecnologia, sempre più industrie e applicazioni stanno iniziando a utilizzare frequenze d'onda millimetrica, ma le apparecchiature necessarie per i test d'onda millimetrica hanno requisiti estremamente elevati di prestazioni. ADI offre una vasta gamma di dispositivi per costruire catene di segnale di trasmissione PCB millimetriche a livello di strumentazione, supportando i clienti nello sviluppo di sistemi differenziati per il mercato emergente delle onde millimetriche.
