為了最大化功放效率,功率放大器必須能工作在快速的開啟與關閉模式下。但是對于功率放大器的這種快速的開啟會影響信號幀的Preamble部分,從而對于信號解調造成影響。如圖1所示,針對802.11ax的HE-SU這種幀結構,其Preamble部分包括L-STF, L-LTF, L-SIG, RL-SIG, HE-SIG-A, HE-STF, HE-LTF等多個部分,根據不同的幀格式,Preamble的長度約為幾十微秒到一百微秒左右。所以針對器件測試,通常使用動態EVM來衡量功率放大器在這種頻繁開關下的信號質量。
本文給大家介紹一種基于CMP180進行動態EVM測量的方法。
圖1.Wifi6 HE_SU幀結構
利用R&S的波形生成工具,可以對相應的幀結構的內容和格式進行配置,生成符合要求的波形文件用于測試。這里我們可以對信號的PHY和MAC層的信息進行配置。
圖2.利用WinIQSim2生成波形
為了模擬功率放大器的這種開關的效應,需要通過一個ON–OFF開關信號來控制直流電源對功率放大器進行供電和斷電,即可快速開啟或關閉功率放大器。當這個信號處于開啟時功率放大器就工作,當這個信號關閉時功率放大器就關閉,我們把這個信號稱為功率放大器的使能信號,即功率放大器EN信號。它其實是控制功率放大器直流供電的一個控制信號,即如下的藍色部分。其中:
1. T1是整個功率放大器系統電路的響應時間,一般在1us以內。企業可以根據自己的產品特性進行配置,這個時間越短,功率放大器響應就越快。
2. T2是波形文件的持續時間,即Waveform duration。
3. T3實際上是功率放大器的供電關閉和基帶信號播放完成之后的時間差。
4. T4是功率放大器的關閉時間。
圖3.PA使能信號和波形信號時序圖
下面簡單介紹一下如何使用R&S的波形生成工具生成具有50% Duty Cycle的波形以及相應的” PA (Power Amplifier)EN”信號。
在WinIQsim2中配置相應的WLAN規范標準,Transmission mode,PPDU數據中的相關配置,例如MCS,A-MPDU等參數,軟件就可以計算出Waveform的長度,如圖1所示在HE-160MHz,MCS11,Data Length= 11670 Byte的情況下,波形長度為0.1248ms,此時在frame Blocks中配置Idle Time,即可得到50% 的Duty Cycle。
配置PA_EN Signal,這里實際上是對波形設置相應的Marker信號,該Marker信號一方面用于使能功率放大器,另外一方面用于CMP180動態EVM測量的觸發,建議這里配置成除了Marker1以外的觸發,因為CMP180的默認Marker1是Restart Marker。信號采樣率為240MHz,1us即需要配置240sample作為Marker偏移,Rising Edge需要提前,所以配置為-240 Samples,Falling Edge在 frame Active之后,所以配置為+240 Samples。在配置好了之后,還可以使用ARB Toolbox的工具去檢查一下波形文件以及PA_EN信號的配置。
圖4.Idle Time配置
圖5.PA_EN配置
圖6.PA_EN波形
在完成波形文件配置之后,就可以跟實際功率放大器連接進行測試了,圖7展示了實際功率放大器的連接示意圖。
圖7.實際PA測試 Setup
測試配置方面,CMP180使用GPRF Generator加載剛才配置的波形文件,如圖8所示,CMP180產生了一個6980MHz,輸出功率為 -10dBm的HE_160信號。