利用矢量信号分析仪如何对IQ调制器中EVM性能进行优化

简介

EVM或误差矢量幅度本质上是数字调制精度的标量测量，是任何数字调制源的重要品质因数。本文介绍了矢量信号分析仪如何帮助优化IQ调制器的EVM性能，例如LTC5598，一个5MHz至1600MHz的高线性度直接正交调制器。

需要低调制器EVM，因为EVM在线路下降得更远 - 传输上变频器，滤波器，功率放大器，通信信道和接收器都会损害接收信号。

测试设置

除非另有说明，否则以下测试条件适用（参见图3）：

凌力尔特公司演示电路DC1455A上的LTC5598 IQ调制器。

LO：0dBm，f = 450MHz。

基带调制：PN9，根升余弦（RRC）滤波，α= 0.35，符号率= 1Msps，16-QAM（每符号4位，峰均比5.4dB）。

基带驱动：V EMF 1 = 0.8V差分（1.15V PP 差分）。 V BIAS = 0.5V。

VSA测量滤波器：RRC，α= 0.35。
VSA参考滤波器：根余弦（RC）。

注1：V EMF 是差分IQ基带幅度，如Rohde＆amp; Sons所示。 Schwarz AMIQ软件。实际的I和Q电压（峰峰值差分）测量如图所示。

16-QAM是一种相对常见的数字调制类型，很容易证明LTC5598可以达到的调制精度。它被用于许多无线通信标准，如LTE / LTE-Advanced，HSDPA，EDGE Evo，CDMA2000 EV-DO，Cognitive Radio IEEE 802.22（TV white space），PHS和TETRA。

LTC5598 EVM测试结果

LO = 450MHz时的典型EVM测量结果如图1所示，证明LTC5598 EVM为0.34％rms，峰值为0.9％。在谐波滤波器之后，对于相同的信号，输出功率测量为+ 0.4dBm。相比之下，在相同的VSA设置下，具有相同幅度，频率和数字调制的实验室级信号发生器测量0.28％rms和0.8％峰值。这表明LTC5598调制精度几乎与用于测量它的测试设备一样好。

EVM与IQ驱动电平

16-QAM，1Msps，RRC升余弦，α= 0.35（峰均比5.4dB）。

V BIAS = 0.5V DC。 LO = 0dBm。

图4显示当基带输入将调制器输出信号峰值驱动为压缩时，EVM迅速增加。即使没有VSA来测量EVM，这个最大rms输出功率水平也可以通过以下方式估算：

同样，这只是一个粗略的估计。对于更复杂的调制方案，即使1dB压缩也可能过大，同时波峰因数会更高，从而显着降低高度复杂波形的平均输出功率。

EVM vs LO频率

使用相同的测试条件：

16-QAM，1Msps，RRC，升余弦，α= 0.35（峰值平均比5.4dB）。 V EMF = 0.8V差分（1.15V P-P 差分），V BIAS = 0.5V。

图5说明了如何在IQ调制器频率范围规格的末端附近影响LTC5598调制精度。 EVM在30MHz至700MHz的中频频率下最低。在低于30MHz的LO频率下，EVM通过更强的LO驱动而降低（参考LTC5598数据手册）。

在两个LO频率极值处，LTC5598 EVM的主要贡献因素是正交相位误差，如表1中显示了一些IQ增益不平衡，但通常对整体EVM没有太大贡献。必要时，这些误差项中的任何一个或两个都可以在基带或某些发射链中进行开环校正，作为现有闭环PA预失真校正系统 2 的一部分。

在某些系统中，EVM可能完全可以接受，例如，当使用简单的低阶数字调制方案时。

结论

LTC5598在许多流行的VHF和UHF通信频段上提供出色的数字调制精度。在某些情况下，EVM可与实验室级信号发生器相媲美。在需要或必要时，可以实现正交相位和/或增益的基带校正以提高精度。