Ottimizzate il vostro analizzatore di spettro e segnali per soddisfare i più severi requisiti EVM

Attività da eseguire

I recenti sviluppi degli standard cellulari e non cellulari mostrano una chiara tendenza all'incremento della larghezza di banda del segnale e all'aumento dell' ordine di modulazione. Ciò influisce direttamente sui requisiti prestazionali dell'EVM richiesti dai dispositivi e dalle apparecchiature di prova. Ad esempio, la versione più recente dello standard IEEE 802.11be ha raddoppiato la larghezza di banda massima del canale, portandola da 160 MHz a 320 MHz, utilizzando ordini di modulazione fino a 4096QAM. Di conseguenza, questo standard definisce il limite EVM quando si utilizza una modulazione 4096QAM a -38 dB, che è significativamente più severo rispetto ai limiti dei precedenti standard Wi-Fi®. Poiché questo limite si applica a livello di sistema, i requisiti EVM a livello di componente devono essere ancora più severi, per garantire che l'EVM complessivo a livello di sistema sia conforme agli standard. Pertanto, i produttori di amplificatori e chip Wi-Fi® si aspettano analizzatori di spettro e segnali con un EVM residuo compreso tra -53 dB e -55 dB, al fine di garantire un margine sufficiente per una caratterizzazione affidabile dei componenti.

I requisiti di prestazione EVM stanno diventando sempre più stringenti anche negli scenari di test 5G over-the-air, dove i livelli di segnale sono solitamente molto bassi, a causa dell'elevata perdita del segnale nello spazio libero. Per gestire questo tipo di livelli di segnale, le prestazioni EVM dell'analizzatore di spettro e segnali devono essere sufficientemente elevate.

Questi requisiti rappresentano una vera sfida, anche per uno strumento di fascia alta con prestazioni RF eccezionali come l'analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW. La richiesta di migliorie per accrescere le prestazioni in termini di EVM sta aumentando considerevolmente.

La soluzione Rohde & Schwarz

Considerando un dispositivo in prova (DUT) con un segnale di riferimento (s_ref) al suo ingresso, il segnale misurato (s_meas) sull'analizzatore R&S®FSW contiene contributi di rumore dal percorso del segnale fino all'ingresso del R&S®FSW stesso (contributi esterni) e il rumore intrinseco dello strumento.

Il rumore del ricevitore a banda larga è uno dei principali responsabili dell'EVM residuo degli analizzatori di spettro e segnali, che aumenta con l'aumentare della larghezza di banda. Per eliminare questo rumore, l'analizzatore R&S®FSW può essere potenziato con l'opzione di cancellazione del rumore R&S®FSW-K575 I/Q. Questa opzione software corregge il segnale in modo che contenga solo i contributi di rumore esterni (quelli non causati dallo strumento), vale a dire:

Con l'opzione di cancellazione del rumore R&S®FSW-K575 I/Q si procederà come segue:

• Esegue una misura sul segnale con una singola acquisizione. Come illustrato nella Fig. 1, questo comprende tutti i contributi di rumore, ossia:

• Nel caso di un segnale ripetitivo, si può facilmente dimostrare che la media del segnale misurato su più acquisizioni può rimuovere il rumore totale quasi completamente, cioè idealmente (dove s_avgè il segnale dopo la media):

• Le equazioni sopra riportate mostrano che il rumore totale (n_total)può essere ricavato dalle misure disponibili:

• La potenza di rumore totale (N_total) può essere facilmente calcolata da ntotal. Inoltre, la potenza di rumore del ricevitore (N_RX) può essere misurata su un ingresso terminato dell'R&S®FSW. Questa misura viene eseguita internamente senza dover modificarne l'impostazione.
• Poiché N_totale N^_RXsono ora noti, è possibile determinare il rapporto tra il rumore esterno e la potenza di rumore totale:

• Su questa base, il rumore esterno (n_external) è:

• È quindi possibile ricavare il segnale corretto:

Impatto sui risultati di misura

Eliminando il rumore a banda larga intrinseco dello strumento, l'opzione di cancellazione del rumore I/Q R&S®FSW-K575 I/Q può ridurre significativamente l'EVM residuo dello strumento R&S®FSW, in particolare per i livelli di potenza di ingresso bassi, dove l'EVM è dominato principalmente dal rumore a banda larga. La Fig. 3 mostra un esempio del miglioramento dell'EVM residuo dell'analizzatore R&S®FSW per un segnale IEEE 802.11be con larghezza di 320 MHz a 6,905 GHz.

Nell'approccio sopra descritto, l'opzione R&S®FSW-K575 applica la cancellazione del rumore ai dati I/Q grezzi e può fornire il segnale corretto a una moltitudine di applicazioni software di analisi. Pertanto, può migliorare non solo l'EVM, ma anche tutte le misure supportate da queste applicazioni.

Riassunto

L'opzione di cancellazione del rumore I/Q R&S®FSW-K575 consente all'analizzatore R&S®FSW di soddisfare al meglio i più severi requisiti di prestazionali sull'EVM con un semplice aggiornamento del software, anziché con modifiche all'hardware dello strumento. Grazie alla sua natura generica, questa opzione può essere utilizzata in altre applicazioni di misura e migliora tutte le misure supportate.