Semplificare il sistema di envelope tracking

Il generatore di segnali vettoriali R&S®SMW200A, insieme all'analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW, offre la possibilità di caratterizzare rapidamente gli amplificatori di potenza, compresi quelli che supportano l'envelope tracking e la predistorsione digitale, sostituendo con efficacia configurazioni di test molto più complesse.

Segnale RF e segnale di inviluppo corrispondente.
Segnale RF e segnale di inviluppo corrispondente.
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Attività da eseguire

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.

Opzione R&S®SMW-K540: modalità di modellazione implementate.
Opzione R&S®SMW-K540: modalità di modellazione implementate.
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Soluzione di misura e collaudo

Rohde & Schwarz propone una soluzione compatta per la caratterizzazione degli amplificatori di potenza con envelope tracking composta dal generatore R&S®SMW200A e dall'analizzatore R&S®FSW. Equipaggiato con l'opzione envelope tracking R&S®SMW-K540, il generatore R&S®SMW200A crea 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 dell'utente oppure definito dagli 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. Il generatore 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. Il generatore 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.
Opzione R&S®FSW-K18: caratterizzazione completa dell'amplificatore con una sola misura.
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L'analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW aggiunge la parte analitica della soluzione di test per envelope tracking. L'opzione di misura dell'amplificatore R&S®FSW-K18 permette di caratterizzare completamente qualsiasi amplificatore RF, analizzandone i parametri RF tipici quali compressione del guadagno, ACLR, EVM, distorsione AM/AM e AM/PM. Inoltre, l'analizzatore R&S®FSW sfrutta 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. L'opzione R&S®FSW-K18 può generare un modello DPD dalla sua misura della distorsione. La tabella DPD risultante viene trasferita automaticamente al generatore R&S®SMW200A tramite LAN.

L'analizzatore R&S®FSW trasferisce automaticamente la tabella DPD misurata al generatore R&S®SMW200A tramite LAN.
L'analizzatore R&S®FSW trasferisce automaticamente la tabella DPD misurata al generatore R&S®SMW200A tramite LAN.
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L'opzione di predistorsione digitale R&S®SMW-K541 consente al generatore 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 si può verificare rapidamente l'effetto della predistorsione, anche per livelli di potenza diversi, senza dover ricalcolare manualmente il file della forma d'onda originale. Il generatore R&S®SMW200A, dotato delle opzioni di envelope tracking R&S®SMW-K540 e predistorsione digitale R&S®SMW-K541, in combinazione con l'analizzatore di spettro e segnali R&S®FSW equipaggiato con l'opzione di misura degli amplificatori R&S®FSW-K18, rappresenta una soluzione di test compatta che semplifica notevolmente la verifica dell'envelope tracking nel collaudo degli amplificatori di potenza.

Soluzione compatta di Rohde&Schwarz compatta per il test di amplificatori di potenza, compreso l’envelope tracking (inseguimento dell’inviluppo).
Soluzione compatta di Rohde&Schwarz compatta per il test di amplificatori di potenza, compreso l’envelope tracking (inseguimento dell’inviluppo).

Caratteristiche principali

Generatore di segnali vettoriali 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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