用矢量信號分析儀檢測非線性失真

　　通常依賴量程可調(diào)的伏特計(jì)或頻譜分析儀，采用雙音或多音方法1來確定被測器件(DUT)的壓縮點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)分析儀采用功率掃描作類似分析。這兩種方法中所用的信號皆為測試信號或是僅僅優(yōu)化用于頻譜帶寬或統(tǒng)計(jì)分布的信號，并非實(shí)際工作環(huán)境下的信號。

　　可以利用矢量信號分析儀來測量標(biāo)量、矢量調(diào)制參數(shù)及數(shù)字調(diào)制移動無線信號的調(diào)制誤差。按現(xiàn)代的理念，因在常規(guī)的測量過程中已收集了所有必要的數(shù)據(jù)，這些設(shè)備也應(yīng)可以測量及評估線性誤差。實(shí)際上，只需要一套標(biāo)準(zhǔn)的測試設(shè)備，并不需要附加的測量設(shè)備或特殊測試信號。

　　圖1所示為一組典型的、使用矢量信號分析儀進(jìn)行測量的測試配置。帶同相、正交調(diào)制能力的信號發(fā)生器產(chǎn)生一個RF移動無線信號，并將其送至被測器件(DUT，如移動通信輸出放大器)的輸入端。放大器的輸出端通過衰減器(避免儀器工作范圍外的高壓)與矢量信號分析儀(如Rohde&Schwarz公司的FSQ-K70)輸入端相連。甚至可用這一組設(shè)備直接測量基站的RF輸出信號。

　　圖2為矢量信號分析儀的框圖。經(jīng)數(shù)字調(diào)制的RF輸入信號通過RF及中頻級(模塊1、2)前往模-數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端(模塊　　數(shù)字信號處理器DSP對基帶信號解調(diào)至位級(圖2中模塊7)，并產(chǎn)生一個與非失真發(fā)射信號相應(yīng)的基準(zhǔn)信號。信號分析儀僅需了解調(diào)制結(jié)構(gòu)及適當(dāng)濾波(模塊8)。在對中心頻率偏移、相位及符號定時(shí)(圖2，同步模塊9)校準(zhǔn)后，被測信號的幅度和相位與基準(zhǔn)信號相適應(yīng)，以取得EVM的均方根值(RMS)。在最后一級中，將被測信號與參考信號進(jìn)行比較(圖2模塊11)。在此時(shí)對典型調(diào)制誤差(如與時(shí)間對應(yīng)的幅度誤差，與時(shí)間對應(yīng)的相位誤差)進(jìn)行計(jì)算。這些信號用于表示矢量及星座圖或用于在以后計(jì)算失真特性。

　　圖3(a)所示為經(jīng)上升余弦濾波的未失真的16態(tài)正交振幅調(diào)制信號的理想星座圖。圖3(b)所示為純幅度失真放大器的輸出信號。兩圖中都標(biāo)識了復(fù)雜基帶信號的矢量圖。實(shí)際的星座點(diǎn)(圖3(b))在其理想位置的附近。柵格的曲率一定程度上表示了非線性、基于幅度調(diào)制的幅度失真。圖3 (c)所示為幅度-時(shí)間特性。理想信號為藍(lán)色曲線，實(shí)際信號為紅色曲線。為便于識別，用正方形或圓標(biāo)識符號時(shí)間。該理想信號的三個幅度等級用R1至R3的水平線表示，而測量信號則用D1至D3的水平線表示。