(來源:亞德諾半導(dǎo)體)
從幾款核心器件下手,分析如何構(gòu)建儀表級毫米波發(fā)射信號鏈
發(fā)布時間:2021-04-19 來源:亞德諾半導(dǎo)體 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】在萬物互聯(lián)的時代,市場對更高帶寬的需求是永無止境的。現(xiàn)在,范圍約在20GHz至110GHz之間的毫米波頻率變得越來越受歡迎,因為在毫米波頻率下可以獲得更高的帶寬。隨著半導(dǎo)體技術(shù)不斷發(fā)展,可供使用的毫米波頻率器件也變得越來越多,但是,毫米波器件的測試測量儀器儀表可能非常復(fù)雜。如何使儀器儀表解決方案滿足毫米波設(shè)備的測試量需求,是通信測試行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。
在這類設(shè)備的設(shè)計中,高性能信號鏈非常關(guān)鍵,例如高速轉(zhuǎn)換器需要具有實現(xiàn)最新技術(shù)的寬帶寬發(fā)射和接收通道所需的性能,高性能 PLL、正交調(diào)制器和解調(diào)器、寬帶混頻器、寬帶開關(guān)和衰減器,以及完整的收發(fā)器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和 RF 組件系列等也扮演著至關(guān)重要的角色。作為高性能模擬技術(shù)提供商,ADI公司可提供各種滿足通信測試設(shè)備需求的解決方案,本文從該公司相幾款核心器件入手分析如何構(gòu)建儀表級毫米波發(fā)射信號鏈。
▼測量性能指標(biāo)EVM的重要性
誤差矢量幅度 (EVM) 是數(shù)字調(diào)制準(zhǔn)確度的一種標(biāo)量測量,對于任何數(shù)字調(diào)制信號源來說都是一項重要的品質(zhì)因數(shù)。在發(fā)送器調(diào)制器中實現(xiàn)低EVM是很重要,因為一個信號的EVM在通過發(fā)送/接收鏈路的每個組件時都將發(fā)生劣化。發(fā)送器上變頻轉(zhuǎn)換器、濾波器、功率放大器、接收器、甚至包括通信通道均會損害信號質(zhì)量。
下圖顯示了無線電器件的EVM浴盆曲線,此曲線顯示了器件在操作功率下的可用動態(tài)范圍。由于儀器儀表解決方案的EVM目標(biāo)通常比大部份標(biāo)準(zhǔn)限值低一個數(shù)量級,所以如果將該限值應(yīng)用于同一器件,就會發(fā)現(xiàn)該器件的可用范圍縮小了。如何構(gòu)建出EVM性能高出標(biāo)準(zhǔn),是一個不小的挑戰(zhàn)。
▼如何構(gòu)建數(shù)量級差距的優(yōu)質(zhì)毫米波測試設(shè)備
在大多數(shù)情況下,通過元件選型和優(yōu)化,可以大大改善EVM,但這可能還不夠,通過重新配置系統(tǒng),可以用噪聲性能換取線性度性能,使曲線向右移動,當(dāng)然也可以做相反的事情,重新配置系統(tǒng)以獲得更好的噪聲性能,曲線將向左移動,經(jīng)過重新配置,可以創(chuàng)建一條新的浴盆曲線,如下圖所示,它比原始設(shè)計好一個數(shù)量級。在這種設(shè)置下,設(shè)計人員可以使用一個高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器、一個毫米波上變頻器、一個超低相位噪聲轉(zhuǎn)換環(huán)路器件和一個放大器來構(gòu)建毫米波發(fā)射鏈。
在該毫米波發(fā)射鏈中使用的是復(fù)中頻拓撲,因為使用這種復(fù)中頻拓撲之后,濾波可以得到簡化,同時能夠?qū)崿F(xiàn)出色的整體性能。首先使用混合信號前端(MxFE)器件AD9082來創(chuàng)建復(fù)中頻,該器件包含4個DAC,每個以12GSPS運行,可以使用內(nèi)置的數(shù)字調(diào)制器直接生成復(fù)中頻波形。然后將這些相隔90°的中頻信號饋送至ADMV1013,該器件是一個集成式毫米波上變頻器,配有內(nèi)置的倍頻器和可調(diào)諧的LO濾波器。接著使用轉(zhuǎn)換環(huán)路器件ADF4401A生成載波信號,用于上變頻操作,此器件生成的載波信號,具有非常整齊的光譜含量和超低相位噪聲。最后將這個毫米波調(diào)制器的輸出連接到毫米波頻率放大器HMC635上,將結(jié)果輸出連接至矢量信號分析儀。
另外,使用集成到ADMV1013器件中的LO調(diào)零功能,可以大幅降低載波饋通效應(yīng),LO饋通消除和邊帶減小將有助于簡化信號鏈所需的濾波器,在這種設(shè)置下,邊帶降低了-35dBc,載波饋通降低了﹣30dBc,且無需實施額外校準(zhǔn),通過校準(zhǔn)還能實現(xiàn)進一步改善。
再來說說發(fā)射鏈上的EVM性能,發(fā)射鏈的輸出連接到商用矢量信號分析儀,再次得出測試矢量寬度為100MHz,5G新無線電FR2波形具備256正交波幅調(diào)制。如下圖所示,全部頻率上的EVM性能非常好,標(biāo)準(zhǔn)EVM限值約為﹣30dBc,圖中顯示的EVM比標(biāo)準(zhǔn)限值低約15dB,與商用臺式信號發(fā)生器相比,使用ADF4401A可以獲得相同或更好的EVM性能。注意,對于系統(tǒng)的每種配置會有多個浴盆曲線,在較低功率水平下,信號鏈中的最終放大器被旁路,這有助于使噪聲性能優(yōu)先于線性度性能。隨著輸出功率提高,將器件配置為線性度性能優(yōu)先于噪聲性能,由此產(chǎn)生的EVM浴盆曲線要寬得多,這證明,通過重新配置系統(tǒng),可以提高系統(tǒng)級EVM性能。
▼毫米波發(fā)射鏈核心器件解析
AD9082:混合信號前端AD9082是一款高度集成的器件,搭載16位、12 GSPS最大采樣速率的RF DAC內(nèi)核,以及12位、6 GSPS采樣速率的RF ADC內(nèi)核,支持4個發(fā)射器通道和2個接收器通道,非常適合需要使用寬帶ADC和DAC來處理具有寬瞬時帶寬的信號的應(yīng)用。
ADMV1013:這是一款專門針對點對點微波無線電設(shè)計進行優(yōu)化的寬帶微波升頻器,其工作射頻 (RF) 范圍為 24 GHz 至 44 GHz。ADMV1013提供兩種頻率轉(zhuǎn)換模式,能夠從基帶同相正交 (I/Q) 輸入信號直接轉(zhuǎn)換為 RF,以及從復(fù)雜中頻 (IF) 輸入進行單邊帶 (SSB) 升頻轉(zhuǎn)換??梢越没鶐?I/Q 輸入路徑,而且可以在 IF 路徑中插入 0.8 GHz 至 6.0 GHz 范圍內(nèi)任何頻率的復(fù)雜調(diào)制 IF 信號并將該信號升頻轉(zhuǎn)換到 24 GHz 至 44 GHz,同時抑制不需要的邊帶,抑制幅度通常優(yōu)于 26 dBc。串行端口接口 (SPI) 允許調(diào)整正交相位和混頻器柵極電壓,以便實現(xiàn)最佳邊帶抑制和本地振蕩器 (LO) 調(diào)零。
ADF4401A:一款10fs抖動、DC至8GHz轉(zhuǎn)換環(huán)路,可以實現(xiàn)超低相位噪聲和抖動性能,進而實現(xiàn)儀表級性能,完全集成且內(nèi)置屏蔽體的緊湊器件,可以減少整體的設(shè)計尺寸。使用該器件構(gòu)建的信號鏈的EVM性能大大優(yōu)于使用傳統(tǒng)基于PLL的LO構(gòu)建的信號鏈,此外,與商用臺式信號發(fā)生器相比,使用ADF4401A可以獲得相同或更好的EVM性能。
HMC635:一款GaAs PHEMT MMIC驅(qū)動放大器裸片,工作頻率范圍為18至40 GHz,提供19.5 dB的增益,+29 dBm輸出IP3及+23 dBm的輸出功率(1 dB增益壓縮時),功耗為280 mA(+5V電源),非常適合作為微波無線電應(yīng)用的驅(qū)動放大器,或用作工作頻率范圍為18至40 GHz的混頻器LO放大器,可提供高達+24 dBm的飽和輸出功率(15% PAE)。
▼總結(jié)
隨著科技的發(fā)展,越來越多的行業(yè)和應(yīng)用開始使用毫米波的頻率,但毫米波測試所需的設(shè)備具有極高的性能要求,ADI可提供廣泛的器件來構(gòu)建儀表級毫米波信號鏈,支持客戶為新興的毫米波市場開發(fā)差異化系統(tǒng)。
(來源:亞德諾半導(dǎo)體)
(來源:亞德諾半導(dǎo)體)
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請電話或者郵箱聯(lián)系小編進行侵刪。
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負載電壓達100 V的業(yè)內(nèi)先進的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開”超級電容的“外衣”,看看超級電容“超級”在哪兒
- DigiKey 誠邀各位參會者蒞臨SPS 2024?展會參觀交流,體驗最新自動化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測量儀
頻率器件
頻譜測試儀
平板電腦