Testes de conversores de frequência e mixers

Testes de conversores de frequência e mixers: seus desafios

Os sistemas de comunicação modernos alcançam frequências cada vez mais altas, e muitas vezes não é possível utilizar a RF direta; por isso, utilizam-se mixers para atingir as frequências desejadas.

Por serem dispositivos ativos, os mixers apresentam vários efeitos indesejáveis que precisam ser compreendidos e minimizados para a aplicação desejada, uma vez que afetam significativamente o desempenho do sistema.

Caracterizar o desempenho de mixers e conversores em sistemas de RF é essencial para compreender o comportamento completo desses dispositivos e seu impacto no desempenho geral do sistema. Esse processo envolve medir a resposta desses dispositivos em diversas condições operacionais e sinais de entrada. Uma análise detalhada ajuda a identificar limitações de desempenho, otimizar o design e prever como o dispositivo se comportará diante de diversos requisitos do sistema.

Ao analisar mixers, os responsáveis pelo design devem levar em conta os seguintes parâmetros essenciais:

• A não linearidade é o principal desafio. Embora os mixers sejam projetados intencionalmente para serem não lineares (com o objetivo de gerar frequências de soma e diferença a partir dos sinais de entrada), essa mesma não linearidade também gera harmônicos indesejados e produtos de intermodulação. Esses efeitos prejudicam a qualidade do sinal e causam interferência.
• A perda de conversão é um parâmetro fundamental nos testes de mixers de RF. Representa a relação de ganho e perda multidimensional, que depende da potência de entrada dos sinais do oscilador local (LO) e de IF (frequência intermediária), assim como da suas frequências.
• O isolamento mede a quantidade de diafonia indesejada que se propaga entre as três principais frequências de sinal: RF, LO e IF. Idealmente, a diafonia entre essas frequências deve ser minimizada, e o isolamento é normalmente medido entre as portas LO para RF ou LO para IF. Um alto nível de isolamento é essencial para evitar sinais de interferência indesejados. Esse parâmetro é fundamental tanto para os testes dos mixers quanto para compreender seu impacto a nível de sistema, tornando-o um fator importante a ser considerado na seleção de mixers para o design do sistema.
• A figura de ruído (NF) quantifica a quantidade de ruído indesejado introduzido por um mixer de RF durante o processo de conversão de frequência. Como os mixers são componentes ativos, eles inevitavelmente geram ruído, e uma figura de ruído mais baixa indica melhor desempenho.
• A conversão de fase, ou atraso de grupo, refere-se à relação de fase entre o sinal de IF e de RF, o que é particularmente importante em aplicações de beamforming e em antenas de matriz em fase. O atraso de grupo examina a linearidade de fase dentro da banda do sinal. Manter a linearidade de fase é essencial em sistemas de modulação digital, pois garante uma baixa magnitude de vetor de erro (EVM), reduz as taxas de erro de bits e oferece suporte para uma boa relação potência-ruído (NPR) com intermodulação mínima.

Nossas soluções de ponta para verificação do desempenho de mixers

A Rohde & Schwarz é a sua parceira de confiança para a verificação abrangente do desempenho de mixers, com soluções de teste de última geração.

Um analisador de redes vetoriais, como o R&S®ZNA é a ferramenta preferida para a validação abrangente de mixers. Ele oferece suporte a uma ampla variedade de medições e funciona como uma configuração de teste centralizada para mixers. Seu suporte oferece muito mais do que apenas a medição precisa de parâmetros S, graças aos múltiplos osciladores de frequência (LO) e fontes com controle de fase:

• Segunda fonte para maior velocidade e para medições com varredura de LO
• Terceiro e quarto LO para intermodulação em mixers e conversores com topologias de múltiplos estágios
• Perda de conversão, isolamento, distorção e não linearidade
• Atraso de grupo relativo e absoluto
• Suporte para mixers com e sem acesso ao LO
• Métodos aprimorados de calibração de potência e fase graças ao gerador de pente com referência de fase R&S ZN-ZCG. Isso torna o uso tradicional de um mixer de referência desnecessário.