浅谈射频测量的任意波形发生器

当与Modular软件协同使用时，Tabor公司Wonder Wave系列高性能AWG也许是调制发生器的终极。

Tabor公司的Wonder Wave 系列任意波形发生器（AWG） 是目前可用的功能强大、灵活的测试工具。它们具有产生几乎任何信号的独特能力，是需要产生真实信号时的首选仪表。AWG的基本性能由最大抽样频率、DAC分辨率和波形存储容量等技术参数决定。抽样频率大于1GHz，数字/模拟转换分辨率达到16比特，波形存储容量高于16M样值，这些代表了当前最先进的技术（图1）。

图1 Tabor公司Wonder Wave 系列产品

AWG在射频中的应用

多年来，我们用AWG产生复杂的波形，尤其是基带信号或低频IF信号。这些信号可以直接用于信号通路端点的许多测试中。基带信号，I 和Q 分量通过正交调制器产生需要的调制载波。也就是说，相对低频的IF信号可以向上转换到所需的频率（图2）。现今市场上大多数具有复杂调制能力的矢量信号发生器都采用内部或外部AWG产生需要的信号（如UMTS，Wi-Fi和蓝牙）。

图2 IQ或IF信号转换成RF信号

基于以下因素，Tabor公司的AWG可以很好地应用于调制产生：

● 不需要特殊的硬件

● 可以产生从

直流到奈奎斯特频率的任意载波

● 几乎可以产生具有任何失真，线性和非线性的信号

● 可以单独作为通用工具

● 有些模型，如2571A和2572A具有并行数字输出，可以用于软件无线电（SDR）系统测试

性能

采用AWG作为射频发生器的一个最通常的考虑因素是可用动态范围。在该应用领域的一些重要测试，如相邻信道功率比（ACPR），非常依赖这个技术指标。然而，最重要的还是噪声功率谱密度，换句话说就是信号占用的频带中的噪声。对信号带宽（SBW）中的噪声功率谱密度进行积分获得信道SNR。例如，采用1.2GS/s，12比特的理想AWG（如Tabor公司的WW1281A）产生一个10dB峰值因子（PAPR）的CDMA下行IF信号，其信号-量化噪声比是82dB（图3）。

图3 10dB峰值因子（PAPR）的CDMA下行IF信号

回绕

相对于AWG的其它应用领域，无线测试对信号质量和一致性有更高的要求，因为同时涉及到了信号的许多方面：时间、频率、调制、信道编码、协议以及影响信号这些方面的回绕不一致。回绕引起的人为误差是因信号起始和结束时非一致产生的。在信号设计中，去除回绕人为误差是非常重要的，这样当实际用于传输时，如同在真实的发送器中一样，信号流中没有毛刺。Tabor公司的Modular软件采用一种称为循环卷积的操作，即使对于任意数量的载波，也可以自动消除因为回绕而引起的人为误差（图4）。

图4 回绕解决方案

计算信号

Tabor公司的Modular软件包（图5） 在不牺牲信号质量的前提下，采用了快速计算的算法，因此信号产生速度快，测试交互性可以达到更高层次。理想的无损伤波形可以用于许多测试，但是一些测试要求仿真实际条件。Modular可以产生线性和非线性（AM/AM和AM/PM）、多路径以及各种干扰的信号。它提供了足够的可视化特性和分析能力，用于验证合成的信号。Modular可以显示一系列图表，如星座和相位图、频谱、I和Q对应时间关系图、CCDF以及直方图。

图5 信号分析

Modular可以输入外部定义的调制、I和Q时域波形、基带滤波器和数据序列。它也可以采用ASCII定界格式输出波形数据，同一测试波形就可以用于任何仿真工具中，因此结果可以与被测设备的实际性能相关联。

总结

由于支持高抽样率/分辨率，大容量记录长度以及良好的线性度，Tabor公司的AWG功能日益强大，将会在射频领域得到更广泛的使用。Tabor公司的AWG可以提供所有类型的内置调制，FM，AM，SWEEP，PWM，FSK，PSK，ASK，（n）QAM，（n）PSK，甚至是在一个信号中组合了FM、AM和PM的独特的3D调制。现在新Modular软件与功能强大的AWG组合在一起，Tabor公司可以为市场上射频/无线应用提供具有超强功能的工具。