Optimisez votre analyseur de signaux et spectre pour répondre aux exigences EVM les plus strictes

Votre tâche

Les récents développements dans les normes cellulaires et non cellulaires montrent une tendance nette vers des bandes passantes de signaux accrues et des ordres de modulation plus élevés. Cela affecte directement les exigences relatives à la performance EVM pour les dispositifs sous test et pour les équipements de test. Par exemple, la version la plus récente de la norme IEEE 802.11be a doublé la bande passante maximale de 160 MHz à 320 MHz et s’appuie sur des ordre de modulation jusqu'à 4096QAM. Par conséquent, cette norme définit la limite EVM lors de l'utilisation d'une modulation 4096QAM à –38 dB, ce qui est significativement plus strict que les limites des normes Wi-Fi® précédentes. Puisque cette limite s'applique au niveau du système, les exigences EVM au niveau des composants doivent être plus strictes afin de s'assurer que l'ensemble EVM au niveau du système soit conforme à la norme. D'autre part, les fabricants de puces et d'amplificateurs Wi-Fi® s'attendent à des analyseurs de signaux et spectre dotés d'une EVM résiduelle entre –53 dB et –55 dB afin de s'assurer qu'ils aient suffisamment de marge pour une caractérisation fiable des composants.

Les exigences en termes de performance EVM deviennent également plus strictes dans les scénarios de test sans fil 5G, où les niveaux des signaux sont généralement très faibles du fait des pertes de trajet élevées en espace libre. La performance EVM de l'analyseur de signaux et spectre doit être suffisamment bonne pour gérer ce genre de niveaux de signaux.

Ces exigences représentent un réel défi, même pour un instrument haut de gamme doté d'une performance RF exceptionnelle tel que l'analyseur de signaux et spectre R&S®FSW. La demande d'évolutions pour améliorer la performance EVM ne cesse de croître de manière considérable.

Solution Rohde & Schwarz

Considérons un dispositif sous test (DUT) avec un signal de référence (s_ref) sur son entrée, le signal mesuré (s_mes) sur le R&S®FSW contient des contributions de bruit provenant du trajet du signal jusqu'à l'entrée du R&S®FSW (contributions externes) et un bruit inhérent à l'instrument.

Ce bruit du récepteur large bande est l'une des principales contributions à l'EVM résiduel des analyseurs de signaux et spectre et s'élève avec l'augmentation de la bande passante. Pour éliminer ce bruit, le R&S®FSW peut être équipé de l'option de suppression du bruit I/Q R&S®FSW-K575. Cette option logicielle corrige le signal de manière à ce qu'il ne contiennent que des contributions de bruit externes (celles non causées par l'instrument), par exemple :

Avec l'option de suppression de bruit I/Q R&S®FSW-K575 I/, il se passera ce qui suit :

• Il effectue d'abord une simple mesure de smes. Comme indiqué dans le Fig. 1, cela intègre toutes les contributions de bruit, par exemple :

• Dans le cas d'un signal répétitif, il peut facilement être montré que le moyennage du signal mesuré sur plusieurs captures peut éliminer quasiment intégralement le bruit total, par exemple idéalement (où s_avgest le signal après le moyennage) :

• Les équations ci-dessus montrent que le bruit total (n_total)peut être déduit des mesures disponibles :

• La puissance de bruit total (N_total) peut facilement être calculée à partir de ntotal. D'autre part, la puissante du bruit du récepteur (N_RX) peut être mesurée par rapport à une entrée terminée du R&S®FSW. Cette mesure est effectuée de manière interne sans avoir besoin de changer de configuration de mesure.
• Puisque N_totalet N^_RXsont maintenant connues, le rapport du bruit externe par rapport à la puissance du bruit total peut être déterminé :

• En se basant sur cela, le bruit externe (n_externe) est :

• Le signal corrigé peut alors être déduit :

Impact sur les résultats de mesure

En supprimant le bruit large bande inhérent à l'instrument, l'option de suppression du bruit I/Q R&S®FSW-K575 peut significativement réduire l'EVM résiduelle du R&S®FSW, en particulier pour de faibles niveaux de puissance d'entrée où l'EVM est principalement dominée par le bruit large bande. La Fig. 3 montre un exemple d'amélioration de l'EVM résiduelle du R&S®FSW pour un signal de largeur 320 MHz IEEE 802.11be à 6,905 GHz.

Dans l'approche présentée ci-dessus, le R&S®FSW-K575 applique la suppression du bruit aux données I/Q et peut fournir le signal corrigé à de nombreuses applications logicielles de l'analyseur. Il peut par conséquent améliorer non seulement l'EVM, mais toutes les mesures prises en charge par ces applications.

Conclusion

L'option de suppression du bruit I/Q R&S®FSW-K575 permet au R&S®FSW de mieux s'adresser à la plupart des exigences strictes de performances EVM, avec une simple mise à niveau logicielle au lieu de changer le matériel. Grâce à sa nature générique, cette option peut être utilisée dans d'autres applications de mesure et améliore toutes les mesures prises en charge.