Современная электроника №8/2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 36 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2019 Тестирование передатчиков: пять фундаментальных проблем Рис. 1. Измерение средней мощности пакетного сигнала для одного субфрейма LTE Проектирование любой системы беспроводной передачи данных – непростая задача, которая непременно включает в себя тестирование ВЧ-устройств и систем. В данной статье рассматриваются пути решения пяти основных проблем ВЧ-испытаний: соответствие требованиям стандартов, точные измерения ВЧ-мощности, помехоустойчивость, ЭМС и оптимизация энергопотребления. Олег Калинин (oleg.kalinin@keysight.com ) О БЕСПЕЧЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ УСТРОЙСТВ ТРЕБОВАНИЯМ СТАНДАРТОВ И НОРМАТИВОВ Длямногихстандартоврадиосвязипро- изводителииспытательныхсистемпред- лагают специализированныеинструмен- тыдляиспытанийпередатчиков, которые, какправило, ориентированынасерийное илиопытноепроизводство. Сдругойсто- роны, разработкаиотладкапередатчиков требуетвыполненияразнообразныхизме- рений, выходящих далеко за рамки про- стой проверки характеристик и испы- таний готовых изделий на соответствие стандартам. Такиедополнительныеизме- рения включают общий спектральный анализмодулированныхсигналовиизме- рения сигналов подсистем в различных узлахустройства. Этомогутбытькакобыч- ные гармонические сигналы, так имоду- лированные, причём их частота не всег- дасоответствуетчастотерабочегоканала. Очевидной платформой для таких измерений является анализатор сигна- лов с цифровым трактом промежуточ- ной частоты (ПЧ) и векторной обработ- кой сигналов. Анализаторы сигналов могут выполнять всенеобходимыеизме- рения спектра и могут быть дополнены прикладнымизмерительнымпрограмм- ным обеспечением. Различные измери- тельныеприложенияориентированына конкретные стандартырадиосвязи, ипо мереизменения этих стандартовприло- жения можно обновлять. Это позволяет использоватьодинанализаторидляпро- веденияиспытанийна соответствие стан- дартам, идляповседневных задач, связан- ных с анализомсигналов входепроекти- рования беспроводных устройств. Внастоящее время выпускаются десят- киразличных видовизмерительныхпри- ложений, которые охватывают все основ- ные стандартырадиосвязи. Большинство измерительныхприложенийработает на одноканальных анализаторах сигналов, но имеются и версии для многоканаль- ных модульных анализаторов, которые позволяют выполнять полную демоду- ляцию сигналов MIMO. Эти приложе- ния используют единые измеритель- ные алгоритмы для всех анализаторов, и компания Keysight проверяет данные алгоритмына соответствие требованиям стандартов. Кроме того, измерительные приложения обновляются помере пере- смотраирасширения требований стан- дартов. Общие алгоритмы и интерфей- сысокращают времяна обучение работе с приложениями и программирование. Даже повседневные измерения могут быть достаточно сложны в настройке, а предлагаемые измерительные приложе- нияпозволяют упроститьихвыполнение засчётпростотынастройкииавтоматизи- рованныхрасчётов. Специализированные приложенияпозволяютизмерятьфазовый шум, ВЧ-мощностьикоэффициентшума. П РОВЕДЕНИЕ ТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ МОЩНОСТИ СЛОЖНЫХ СИГНАЛОВ Точные результатыизмерения мощно- сти имеют критическое значение на всех этапах проектирования и производства. Нередко эти измерения выполняются на сигналах, изменяющихся во времени. Такой сигнал может исходить как от пол- ноценного передатчика, так и от входа или выхода отдельного компонента или подсистемыпередатчика или приёмни- ка. В беспроводных системах связимно- гие РЧ-сигналы имеют шумоподобные характеристики, и их уровень мощности необходимо измерять в заданном диапа- зоне частот или канале. В этих случаях для получения точных и повторяемых результатов измерений необходимо интегрировать измеренную мощность в диапазоне частот и затемполучить зна- чение, усреднённое по времени и/или по импульсам сигналов. Для измерений параметров беспро- водных устройств применяются как измерители мощности, так и анализа- торы сигналов. Каждый из этих прибо- ров имеет своё предназначение, свои преимущества и недостатки. Измерители мощности – это недоро- гие и точные инструменты с отличным частотным диапазоном и согласованием с источником. Измерители с взаимозаме- няемымидатчикамимощностиобеспечи- ваютчрезвычайноширокийрабочийдиа- пазон частот при хорошем согласовании комплексныхсопротивлений, чтоспособ- ствует повышению точности измерений. Измерителимощностимогутподключать- ся к различным точкам тракта передатчи- ка или к отдельным блокам с целью опре- деления характеристик усилителей, атте- нюаторовилипреобразователейчастоты. Некоторые из нихимеют очень полезную функцию измерения пиковой мощности, позволяющуюизмерятьизменяющиесяво временисигналы, динамическиеэлементы, тепловойэффектилиэффекты, связанные систочникомпитания.Многиеизмерители мощностиспособнывыполнятьизмерения мощностивовременно ′ йобластиснастраи- ваемымипараметрамивремени(см. рис. 1). Мощность, дБм 20.00 15.00 10.00 5.000 0.000 –5.000 –10.00 –15.00 –20.00 –25.00 –30.00 –100.0 мкс 1.000 мс 3.000 мс Один блок данных = 1 мс 5.000 мс 7.000 мс 9.000 мс Время 9.900мс