Semplificare il sistema di envelope tracking

Il generatore di segnale vettoriale R&S®SMW200A, unito all'analizzatore di spettro e di segnale R&S®FSW, offre un test rapido e completo dell'amplificatore di potenza, che comprende l'envelope tracking e la predistorsione digitale, sostituendo con efficacia le configurazioni di test complesse.

Attività da eseguire

Segnale RF e segnale di inviluppo corrispondente.

Un numero crescente di amplificatori di potenza (PA, Power Amplifier) supporta la tecnologia di envelope tracking (ET, detta anche inseguimento dell'inviluppo) al fine di migliorare l'efficienza e ridurre il consumo energetico, ad esempio negli smartphone e nelle radio tattiche. Le configurazioni di test tipiche per misurare gli amplificatori di potenza prevedono, come minimo, un generatore di segnale e un analizzatore di spettro. L'envelope tracking richiede un generatore supplementare per fornire il segnale di inviluppo al modulatore CC. I segnali di inviluppo necessitano di un allineamento temporale regolabile con il segnale RF molto preciso, di capacità di modellazione e di prestazioni del segnale con la massima purezza spettrale.

Le prestazioni dell'amplificatore di potenza vengono caratterizzate misurando le distorsioni e analizzando l'impatto della predistorsione. La misura dell'efficienza aggiunta di conversione (PAE, Power Added Efficiency) richiede una misura sincrona della potenza di ingresso e uscita dell'amplificatore di potenza e del consumo energetico corrispondente. La sincronizzazione ad altissima precisione è fondamentale, ma rappresenta una difficoltà significativa quando vengono utilizzati diversi strumenti di test.

Soluzione test e misure

Opzione R&S®SMW-K540: modalità di modellazione implementate.

Rohde & Schwarz propone una soluzione compatta per la caratterizzazione degli amplificatori di potenza con envelope tracking grazie a R&S®SMW200A e R&S®FSW. Dotato dell'opzione di envelope tracking R&S®SMW-K540, l'R&S®SMW200A genera sia il segnale RF sia il corrispondente segnale di inviluppo. Visto che il segnale di inviluppo è generato in tempo reale dal segnale in banda base, è possibile utilizzare qualunque file I/Q specifico per l'utente o standard di comunicazione wireless, ad esempio LTE o WCDMA.

La generazione del segnale RF e del segnale di inviluppo correlato in un singolo strumento consente di regolare con precisione il ritardo tra i due segnali. L'R&S®SMW200A regola il ritardo in tempo reale con incrementi di 1 ps nel range ±1 μs, rispettando i requisiti più rigorosi come quello che impone meno di 1 ns per un segnale LTE di 20 MHz. La modellazione del segnale di inviluppo è utilizzata al fine di ottimizzare l'amplificatore per l'efficienza o la linearità. L'R&S®SMW200A offre svariati metodi di modellazione, ad esempio da tabella, polinomiale e "retrofitting", applicati in tempo reale.

Per gli sweep in potenza, il generatore calcola automaticamente l'ampiezza del segnale di inviluppo, eliminando il ricalcolo manuale dispendioso in termini di tempo. Si possono regolare anche altri parametri, come il guadagno e l'impedenza del modulatore CC.

Opzione R&S®FSW-K18: caratterizzazione completa dell'amplificatore con una sola misura

L'R&S®FSW aggiunge la parte analitica della soluzione di test ET. L'opzione di misura dell'amplificatore R&S®FSW-K18 caratterizza appieno qualsiasi amplificatore RF analizzandone i parametri RF tipici quali compressione del guadagno, ACLR, EVM, distorsione AM/AM e AM/PM. Inoltre, l'R&S®FSW usa i suoi ingressi in banda base per misurare la tensione di alimentazione e il consumo di corrente dell'amplificatore di potenza, ricorrendo all'ingresso RF per misurare il segnale RF. I risultati misurati contemporaneamente sono visualizzati in tabelle e grafici dettagliati che forniscono l'efficienza aggiunta di conversione, oppure semplicemente l'efficienza.

Con l'envelope tracking, l'amplificatore viene utilizzato in saturazione (o in condizioni prossime alla stessa), comportando una distorsione nell'uscita dell'amplificatore. Per questo, l'envelope tracking viene spesso utilizzato insieme alla predistorsione digitale (DPD, Digital PreDistortion) per compensare tale effetto. R&S®FSW-K18 può generare un modello DPD dalla sua misura della distorsione. La tabella DPD risultante viene trasferita automaticamente all'R&S®SMW200A tramite LAN.

L'R&S®FSW trasferisce automaticamente la tabella DPD misurata all'R&S®SMW200A tramite LAN.

L'opzione di predistorsione digitale R&S®SMW-K541 consente all'R&S®SMW200A di applicare correzioni di fase e ampiezza in tempo reale a ogni campione I/Q complesso in linea con la tabella DPD ricevuta. In questo modo l'utente può verificare rapidamente l'effetto della predistorsione, anche per livelli di potenza diversi, senza dover ricalcolare manualmente il file della forma d'onda originale. L'R&S®SMW200A, dotato delle opzioni di envelope tracking R&S®SMW-K540 e predistorsione digitale R&S®SMW-K541 nonché in combinazione con l'R&S®FSW e munito dell'opzione di misura dell'amplificatore R&S®FSW-K18, rappresenta una soluzione di test compatta che semplifica notevolmente la configurazione per l'aggiunta dell'envelope tracking ai test dell'amplificatore di potenza.

Caratteristiche principali

Generatore di segnale vettoriale R&S®SMW200A

  • Segnali RF e di inviluppo da un unico dispositivo
  • Regolazione del ritardo e modellazione in tempo reale
  • Predistorsione digitale in tempo reale

Analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW

  • Analisi del segnale RF e di inviluppo in un unico dispositivo
  • Analisi completa di distorsione e RF
  • Range dinamico più ampio, semplificando la configurazione dei test
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