专栏中心

EEPW首页 > 专栏 > 信号链基础知识 # 50：弥合高速数据转换器连续波和调制信号测量之间的差异

信号链基础知识 # 50：弥合高速数据转换器连续波和调制信号测量之间的差异

发布人：信号链杂谈时间：2011-08-25 来源：工程师

加入技术交流群
- 扫码加入
  和技术大咖面对面交流
  海量资料库查询

作者：Robert Keller，德州仪器 (TI) 高速数据转换器系统与应用经理

我们一般使用连续波 (CW) 信号来描述高速模数转换器 (ADC) 和数模转换器 (DAC)。这样做的原因是：1）就ADC 而言，CW 信号更易于通过CW 生成器和窄带通滤波器无噪生成；2）就DAC 而言，CW 信号更容易分析；3）它们具有许多标准参考测试，可在各种器件之间清楚地比较。然而，大多数现实系统都将高速数据转换器用于采样调制波形。弥合基于CW 测量的各种规范和调制信号的系统要求之间存在的差异具有一定的挑战。

CW 信号和调制信号之间存在两种差异，会影响高速数据转换器的行为。首先，CW 信号没有带宽——能量被限定在某个单一频率；而调制信号有带宽，能量分布于某个频率范围。其中的一个结果便是CW 信号失真在另一个频率引起CW 谐波，而调制信号失真引起该信号之外更宽频率范围的谐波和交叉调制：二次谐波2x、三次谐波3x 等。在带宽与调制信号相同的某个频段能量的传播带来更低完整度的失真能量。

其次，大多数调制信号（只有如GSM 中使用的GMSK 等调制方案除外）均是对振幅进行调制，其产生比最大功率要低的平均功率。为了对比方便，CW 信号的功率恒定。图 1 显示了存在的差异，其表明了调制长期演进 (LTE) 信号的功率与时间的对比关系。平均功率约为最大功率的7%，即比最大功率低11 dB。

图 1 调制 LTE 信号的功率与时间的对比关系

大多数器件中，谐波失真结果随信号功率增加而增加。例如，信号功率每增加1dB，三阶谐波结果便增加3dB。因此，相比较低平均功率的调制信号，最大功率的CW 信号具有更加明显的失真。图 2描述了这种情况，其将最大功率的CW 信号三阶谐波失真同调制LTE 信号进行了对比。所用失真模型是一个简单的多项式：

Vout = Vin + coeff*Vin³

其中，谐波失真系数coeff 为任意选取，旨在说明巨大的失真量。

CW 信号生成CW 信号以下三阶失真结果42 dB，而LTE 信号生成LTE 信号以下三阶失真结果56 dB。请注意，图 2所示功率已被标准化为每个信号的最大功率。

图 2 谐波失真 CW 和调制 LTE 信号

因此，使用最大功率CW 信号来估算我们理论器件中调制LTE 信号的谐波失真将LTE 信号失真高估算了14 dB。

什么是更精确的CW 测试呢？一次CW 测试永远都无法捕获完全一样的调制信号效果，而调制信号失真取决于信号功率的统计分布。在我们的例子中，一个最大功率以下–7 dB的CW 信号会产生与LTE 信号相同的三次谐波失真水平（请参见图 2）。由于调制LTE 信号的平均功率为最大功率或者峰值功率以下~11 dB，这相当于将CW 信号功率设置为调制信号平均功率以上4 dB。

对调制信号性能进行更精确评估的一个快速法则是使用调制信号峰值功率与平均功率的dB 比，然后设置CW 功率为最大功率以下2/3。例如，如果调制信号PAR 为6dB，则应将CW 信号设置为最大功率以下-4 dB，然后测得相对于信号功率的谐波失真。这种法则对各种调制信号类型（例如：OFDM、WCDMA 和QAM 等）都很有效。

下次，我们将讨论更多详情，敬请期待。

参考文献

如欲了解数据转换器的更多详情，敬请访问：www.ti.com.cn/dataconverters。

作者简介

Robert Keller现任高速数据转换器系统与应用经理。他在无线基础架构通信、测试与测量以及军用系统的高速产品技术支持方面拥有长达9 年的工作经验。他毕业于圣路易斯华盛顿大学 (Washington University, St. Louis)，获物理与数学学士学位，后又毕业于斯坦福大学(Stanford University)，获应用物理学博士学位。他拥有10 项网络与传感器应用美国专利。

专栏文章内容及配图由作者撰写发布，仅供工程师学习之用，如有侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。联系我们

关键词：