כיצד ביטול רעשי I/Q יכול לעזור לשפר באופן משמעותי את ביצועי ה-EVM של הספקטרום וניתוח האות שלך.
המשימה שלך
ההתפתחויות האחרונות בתקנים סלולריים ולא סלולריים מראות מגמה ברורה של עלייה ברוחב פס ויכולות אפנון מוגברות. הדבר משפיע ישירות על דרישות הביצועים של EVM עבור המכשירים הנבדקים ועבור ציוד הבדיקה. לדוגמה, הגרסה העדכנית ביותר של תקן IEEE802.11be הכפילה את רוחב הפס המרבי מ- 160 MHz ל- 320 MHz ומסתמכת על אפנון שמגיע עד 4096QAM. כתוצאה מכך, תקן זה מגדיר את מגבלת ה-EVM בעת שימוש באפנון 4096QAM ל- 38- dB, שהיא משמעותית מחמירה יותר מהמגבלות בתקני Wi-Fi® קודמים. מאחר שמגבלה זו חלה ברמת המערכת, דרישות ה-EVM ברמת הרכיב צריכות להיות מחמירות עוד יותר כדי להבטיח שה-EVM הכולל ברמת המערכת תואם לתקן. לכן, יצרני מגברי Wi-Fi® ושבבים מצפים לספקטרום עם אנליזה של ניתוח אות עם EVM בין – 53- dB ל- 55- dB כדי להבטיח שיש להם מרווח מספיק לאפיון רכיבים אמין. דרישות הביצועים של EVM הופכות מחמירות יותר גם בתרחישי בדיקה אווירית של תקן ה- 5G, שבהם רמות האות בדרך כלל נמוכות מאוד עקב אובדן גבוה של עוצמת הסיגנל. ביצועי ה-EVM של הספקטרום וניתוח האות צריכים להיות טובים מספיק כדי להתמודד עם רמות אות מסוג זה. דרישות אלה מהוות אתגר אמיתי, אפילו עבור מכשיר מתקדם עם ביצועי RF יוצאי דופן כגון R&S®FSW signal and spectrum analyzer. הביקוש לשיפורים וחידושים בעת מדידת ביצועי ה-EVM גדל במידה ניכרת
הפתרון של Rohde &Schwarz
בהתחשב במכשיר הנבדק (DUT) עם אות ייחוס (Sref) בכניסה שלו, האות הנמדד (Smeas) ב- R&S®FSW מכיל תרומות רעש מנתיב האות עד לקלט R&S®FSW (תרומות חיצוניות) ורעש מובנה במכשיר (ראה איור להלן).
רעש המקלט עם פס ניתוח אות רחב הוא אחד התורמים העיקריים ל- EVM של הספקטרום וניתוח האות ומתרחב כאשר רוחב הפס הולך וגדל. כדי להסיר רעש זה, ניתן לצייד את ה- R&S®FSW באפשרות ביטול רעשי I/Q של R&S®FSW-K575. אפשרות תוכנה זו מתקנת את האות באופן כזה שהוא מכיל רק תרומות רעש חיצוני (אלה שאינן נגרמות על ידי המכשיר), כלומר:
עם אפשרות ביטול הרעשים R&S®FSW-K575 I/Q, יתבצעו הפעולות הבאות:
◄ תחילה הוא מבצע מדידה בודדת של Smeas. כפי שניתן לראות באיור 1, זה כולל את כל תרומות הרעש, כלומר:
◄ במקרה של אות חוזר, ניתן להראות בקלות כי ממוצע האות הנמדד על פני לכידות מרובות יכול להסיר את הרעש הכולל כמעט לחלוטין, כלומר באופן אידיאלי (כאשר Savg הוא האות לאחר ממוצע):
◄ המשוואות לעיל מראות כי ניתן לגזור את סך הרעש (ntotal) מהמדידות הזמינות:
◄ ניתן לחשב בקלות את עוצמת הרעש הכוללת (Ntotal) מתוך ntotal. יתר על כן, ניתן למדוד את עוצמת רעש המקלט (Nrx) מול כניסת R&S®FSW עם סיומת. מדידה זו מבוצעת באופן פנימי ללא צורך בשינוי מערך המדידה.
◄ מכיוון ש-Ntotal ו-NRX עכשיו ידועים, ניתן לקבוע את היחס בין רעש חיצוני לעוצמת רעש כוללת:
◄ בהתבסס על כך, הרעש החיצוני (nexternal) הוא:
◄ לאחר מכן ניתן לגזור את האות המתוקן:
איור 2 מסכם את התהליך של הספקטרום וניתוח האות המלא
השפעה על תוצאות המדידה
על ידי הסרת רעשי הפס הרחב המובנים במכשיר, אפשרות ביטול רעשי הקלט I/Q של R&S®FSW-K575 יכולה להפחית באופן משמעותי את ה-EVM של ה-R&S®FSW, במיוחד עבור רמות הספק קלט נמוכות שבהן ה-EVM נשלט בעיקר על ידי רעש הפס הרחב.
איור 3 מציג דוגמה לשיפור R&S®FSW residual EVM עבור אות IEEE802.11be רחב של 320 MHz בתדר 6.905 GHz.
בגישה שתוארה לעיל, ה- R&S®FSW-K575 מחיל ביטול רעשים על נתוני הקלט I/Q הגולמיים ויכול לספק את האות המתוקן למספר רב של יישומי תוכנות אנליזה. לכן הוא יכול לשפר לא רק את ה-EVM, אלא את כל המדידות הנתמכות על-ידי יישומים אלה.
לסיכום
אפשרות ביטול הרעשים R&S®FSW-K575 I/Q מסייעת ל-R&S®FSW להתמודד טוב יותר עם דרישות הביצועים המחמירות ביותר של EVM באמצעות שדרוג תוכנה פשוט במקום שינויים בחומרת המכשיר. הודות לאופייה הגנרי, ניתן להשתמש באפשרות זו ביישומי מדידה אחרים ולשפר את כל המדידות הנתמכות.