Der R&S®SMW200A Vektorsignalgenerator ermöglicht in Verbindung mit dem R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysator schnelle und einfache Prüfungen von Leistungsverstärkern – einschließlich Envelope Tracking und digitaler Vorverzerrung – sodass komplexe Testaufbauten überflüssig werden.
HF-Signal und entsprechendes Hüllkurvensignal
Eine immer größere Zahl von Leistungsverstärkern unterstützt die Envelope-Tracking-Technik, um die Effizienz zu verbessern und den Stromverbrauch zu reduzieren – beispielsweise in Smartphones und taktischen Sprechfunkgeräten. Typische Testaufbauten zur Prüfung von Leistungsverstärkern bestehen aus mindestens einem Signalgenerator und einem Spektrumanalysator. Das Envelope Tracking erfordert einen zusätzlichen Generator, der das Hüllkurvensignal für den DC-Modulator bereitstellt. Hüllkurvensignale erfordern eine hochgenaue anpassbare zeitliche Abstimmung mit dem HF-Signal, Shaping-Funktionen und eine Signalleistung mit optimaler spektraler Reinheit.
Das Verstärkerverhalten wird durch die Messung von Verzerrungen und die Analyse der Auswirkungen der Vorverzerrung charakterisiert. PAE-Messungen (Power Added Efficiency) erfordern zeitsynchrone Messungen der Eingangs- und Ausgangsleistung des Verstärkers sowie des entsprechenden Stromverbrauchs. Entscheidend ist eine hochpräzise Synchronisierung, was bei Verwendung mehrerer Messgeräte eine große Hürde darstellt.
Option R&S®SMW-K540: implementierte Shaping-Modi
Rohde & Schwarz bietet eine kompakte Lösung zur Charakterisierung von Leistungsverstärkern mit Envelope Tracking auf Basis des R&S®SMW200A und des R&S®FSW. Ausgestattet mit der Option R&S®SMW-K540 erzeugt der R&S®SMW200A sowohl das HF-Signal als auch das entsprechende Hüllkurvensignal. Da das Hüllkurvensignal in Echtzeit aus dem Basisbandsignal erzeugt wird, kann eine beliebige benutzerspezifische I/Q-Datei oder ein Mobilfunkstandard wie LTE oder WCDMA verwendet werden.
Durch die Erzeugung des HF-Signals und des entsprechenden Hüllkurvensignals mit einem einzigen Instrument kann die Verzögerung zwischen den beiden Signalen exakt eingestellt werden. Der R&S®SMW200A passt die Verzögerung in ps-Schritten in einem Bereich von ±1 μs in Echtzeit an, sodass auch strenge Anforderungen wie z. B. weniger als 1 ns für ein 20-MHz-LTE-Signal erfüllt werden können. Durch Formung des Hüllkurvensignals wird der Verstärker für Effizienz oder Linearität optimiert. Der R&S®SMW200A stellt verschiedene Shaping-Methoden wie z. B. Tabellen, Polynomfunktionen oder Detroughing bereit, die in Echtzeit umgesetzt werden.
Bei Power Sweeps berechnet der Generator automatisch die Amplitude des Hüllkurvensignals, sodass eine zeitaufwendige manuelle Neukalkulation entfällt. Zusätzliche Parameter wie Verstärkung (Gain) und Impedanz des DC-Modulators können eingestellt werden.
Option R&S®FSW-K18: vollständige Verstärkercharakterisierung in einer Messung
Der R&S®FSW ist für den Analyseteil der ET-Testlösung zuständig. Die Option R&S®FSW-K18 Verstärkermessung ermöglicht die vollständige Charakterisierung beliebiger HF-Verstärker. Es werden typische HF-Parameter wie Verstärkungskompression, Nachbarkanalunterdrückung (ACLR), EVM, AM/AM- und AM/PM-Verzerrung analysiert. Darüber hinaus setzt der R&S®FSW seine Basisband-Eingänge ein, um die Versorgungsspannung und den Stromverbrauch des Verstärkers zu messen, während über den HF-Eingang das HF-Signal gemessen wird. Die simultan gemessenen Ergebnisse werden in ausführlichen Tabellen und Diagrammen angezeigt, die die augenblickliche PAE, d. h. den Leistungswirkungsgrad, angeben.
Beim Envelope Tracking wird der Verstärker nahe bei oder in der Sättigung betrieben, was zu Verzerrungen am Verstärkerausgang führt. Das ET wird daher oft zusammen mit digitaler Vorverzerrung (Digital Predistortion, DPD) verwendet, um diesen Effekt auszugleichen. Der R&S®FSW-K18 kann auf Basis seiner Verzerrungsmessung ein DPD-Modell erzeugen. Er übermittelt die resultierende DPD-Tabelle automatisch über LAN an den R&S®SMW200A.
Der R&S®FSW übermittelt die gemessene DPD-Tabelle automatisch über LAN an den R&S®SMW200A.
Mit der Option R&S®SMW-K541 digitale Vorverzerrung kann der R&S®SMW200A Echtzeit-Amplituden- und Phasenkorrekturen entsprechend der empfangenen DPD-Tabelle auf jedes komplexe I/Q-Sample anwenden. Dies ermöglicht dem Benutzer eine schnelle Überprüfung des Effekts der Vorverzerrung selbst für unterschiedliche Leistungspegel, ohne dass die ursprüngliche Waveform-Datei manuell neuberechnet werden muss. Der R&S®SMW200A mit den Optionen R&S®SMW-K540 Envelope Tracking und R&S®SMW-K541 digitale Vorverzerrung stellt in Verbindung mit dem R&S®FSW und Option R&S®FSW-K18 Verstärkermessung eine kompakte Testlösung dar, die den Messaufbau zur Erweiterung Ihrer Verstärkerprüfungen um ET-Tests erheblich vereinfacht.
Kompakter Rohde & Schwarz-Messaufbau für Tests an Leistungsverstärkern mit Envelope Tracking
R&S®SMW200A Vektorsignalgenerator
R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysator
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