Современная сложная беспроводная связь ставит множество препятствий на пути разработчиков, создающих новые электронные компоненты и приемники. Чем бы вы ни занимались - радиолокационными системами, военной связью или бытовыми беспроводными устройствами, разрабатываемые устройства должны быть невосприимчивы к помехам, обеспечивать высокое качество сигнала и пропускную способность.
По мере того как инженеры добиваются нового уровня характеристик, измерительные приборы, которые они используют для измерения параметров своих устройств, должны не просто не отставать, а даже опережать развивающиеся технологии. Аналоговые и векторные генераторы сигналов MXG и EXG на базе Х-платформы (рис. 1), работающие в диапазоне частот от 9 кГц до 6 ГГц, предлагают лучшие в отрасли характеристики, что позволяет выполнять все необходимые тесты для определения реальных характеристик компонентов, приемников и других электронных устройств.
Наилучшие характеристики в отрасли
Новые модели генераторов серии MXG (N5181В и N5182В) обладают пятью улучшенными параметрами: фазовым шумом и чистотой спектра, полосой сигнала, амплитудой вектора ошибки (EVM), коэффициентом мощности соседнего канала (ACPR) и выходной мощностью. Среди прочих усовершенствований типовое значение фазового шума генератора стандартной конфигурации составляет -134 дБн/Гц, а с установленной опцией «малого фазового шума» достигает значения -146 дБн/Гц (в обоих случаях на частоте 1 ГГц с отстройкой 20 кГц; рис. 2). Столь чистый сигнал в совокупности с уровнем паразитных составляющих -96 дБн (типовое значение) поможет разработчикам достичь значительно лучшей чувствительности приемника.
Эти показатели в генераторах MXG стали доступны благодаря применению новой схемы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с тройной обратной связью и соответствующего «плана частот». В результате удалось добиться существенного улучшения характеристик фазового шума вблизи несущей и при больших значениях отстройки.
Рис. 1. Аналоговые и векторные генераторы сигналов MXG и EXG
Метод тройной обратной связи позволяет оптимизировать разнесение частот, что обеспечивает эффективную фильтрацию компонентов нелинейности, таких как зеркальные составляющие, за счет их сдвига за пределы полосы синтезатора. С помощью плана частот можно решить несколько ключевых проблем: выбор задающего генератора и опорных частот в цепи суммирования и смещения синтезатора и связанное с этим преобразование частоты (смесители и мультиплексоры) и фильтрация. В генераторах MXG частотный план используется для такой организации опорных частот и преобразований, которая сдвигает самые большие продукты нелинейности далеко от полезных частот, в результате чего даже умеренная фильтрация может сильно подавить оставшиеся паразитные сигналы.
Рис. 2. График (синего цвета), который отражает значение фазового шума MXG с установленной опцией малого фазового шума
Изменение характеристик для имитации неидеальных генераторов
Технология, обеспечивающая оптимальное значение фазовых шумов генератора MXG, дает возможность селективно и точно ухудшить фазовые шумы за счет применения функции, получившей название инжекции фазового шума. Это полезно в тех случаях, когда в процессе проектирования разработчик хочет использовать генератор сигналов вместо различных задающих генераторов и синтезаторов.
Примененная в MXG специализированная ИС обработки сигнала в режиме реального времени позволяет настраивать уровни фазового шума как для смодулированных, так и для модулированных сигналов. В результате можно установить различные уровни фазового шума при разных значениях отстройки, включая шум вблизи несущей с крутой огибающей, шум синтезатора при средней отстройке от несущей с плоской огибающей и шум при значительной отстройке с пологой огибающей.
Примером таких сигналов могут послужить сигналы OFDM, подобные тем, что используются в LTE и LTE-Advanced. Поскольку эти сигналы отличаются очень близким расположением поднесущих, они чувствительны к фазовому шуму, который снижает ортогональность (независимость) поднесущих и увеличивает ошибки модуляции. Кроме того, фазовый шум непосредственно влияет на величину EVM, и поэтому приемники и передатчики OFDM должны обладать низким фазовым шумом. В ходе разработки генератор MXG позволяет селективно добавлять фазовый шум с учетом необходимой отстройки от несущей, моделируя синтезаторы и OFDM-передатчики.
Сложные сигналы с высокими характеристиками
Чтобы помочь разработчикам быстро создавать высококачественные сигналы, отвечающие требованиям специальных стандартов и измерительных технологий, генераторы MXG и EXG поддерживают совместную работу с программным обеспечением Agilent Signal Studio. Это ПО предназначено для создания сигналов, используемых в сотовой связи, беспроводных сетях, аудио- и видеотехнике, системах глобального позиционирования, средствах слежения и в оборудовании общего назначения. ПО Signal Studio имеет два режима работы: режим воспроизведения сигналов и режим реального времени. Режим воспроизведения сигналов поддерживает два уровня функциональности — базовый и расширенный. Они используются для создания и модификации сигналов конечной длины путем настройки параметров, расчета результирующих сигналов и передачи файлов для воспроизведения в MXG, EXG или в других генераторах Agilent. Базовые функции обеспечивают создание частично кодированных, статистически корректных сигналов для измерения реакции на определенное воздействие. Расширенные функции поддерживают создание сигналов с полным канальным кодированием для анализа таких характеристик приемника, как BER, FER, BLER и PER. Графический интерфейс обеспечивает непосредственное подключение к прибору для передачи параметров и автоматическое или интерактивное управление во время генерации сигнала в режиме реального времени. Для новейших стандартов беспроводной связи особую важность имеет автоматическое тестирование, особенно во время проверки пропускной способности реальных каналов.
Заключение
Чтобы понять, правильно ли работает устройство, разработчик должен всесторонне его исследовать. Именно этот подход положен в основу генераторов сигналов серии X. Они могут создавать все необходимые сигналы - от простых до сложных, от чистых до искаженных, что позволяет детально тестировать электронные компоненты и приемники в номинальных и предельных режимах. Инновационные генераторы серии X, как точные MXG, так и недорогие EXG, будут опережать требования разработчиков, постоянно улучшающих характеристики своих изделий.