【经验】Keysight从传统矢量信号发生器架构弊端中探讨矢量信号发生器未来设计

时间： 2022-06-01 来源：Keysight

实时波形生成能够在所有阶段验证接收器设计，从基带子系统编码一直到灵敏度测试。KEYSIGHT认为，当考虑选择一个矢量信号发生器时，有各种参数需要关注：信号生成的切换模式，创建您自己的波形，以及探索不同的测试场景。还应该考虑架构的差异，比较传统与DDS（直接数字合成器），以及矢量信号发生器可以帮助解决的各种其他挑战。

当前客户的挑战

许多射频工程师面临着新的设计和测试挑战，包括满足不断变化的标准要求，提供性能，以及在今天的竞争环境中加快上市时间。面对更快的数据率应用的需求增长，从而触发了对能够获得更宽的信号带宽和更高频率的新技术能力的需求。目前，5G新无线电（NR）标准规定频率范围2（FR2）为24.25GHz至52.6GHz，最大信道带宽为400MHz。

更宽的带宽可以实现高吞吐量数据和低延迟。然而，它们也引入更多的噪音，降低了系统性能。无线工程师需要处理宽带通信的噪声问题。目前的无线设备支持多个频段和无线格式，并支持多个天线。这些复杂的设备使设计、测试和隔离系统问题的过程更具挑战性。这导致更长的开发生命周期时间，从而减慢产品上市时间。

常见的矢量信号发生器结构

在传统的矢量信号发生器结构中，最突出的特点是包括I/Q调制器。来自基带发生器输出的I（同相）和Q（正交）信号进入I/Q调制器，并通过混频器向上转换为中频（IF）和射频信号。在合并I和Q信号之前，I和Q信号与同一个本地振荡器（LO）混合，并在LO路径之一插入一个90度的移相器。

图1. 矢量信号发生器的框图

I/Q调制器中的每个组件都会贡献误差，如增益不平衡、时序偏移、正交偏移、直流偏移和相位噪声（虚拟：从I/Q调制器中弹出这些误差）。为了直观地了解调制器的误差，我们使用基带发生器来创建一个16个多音调的信号作为例子。传统I/Q调制器的输出信号会产生非线性失真，降低了整个信号的动态范围。图2显示了由调制器和射频部分引起的16个音调之间的互调失真。对于一个调制信号，失真会降低信号质量，导致测量失败。因此，最大限度地减少信号生成的失真，对于准确表征宽带射频元件和评估接收器的性能至关重要。

图2. 一个有互调失真的多音信号

经验之谈

本文探讨了一些减缓5G测试的挑战。考虑到传统的信号发生器架构，这些挑战中有许多目前没有足够的解决方案。然而，深入研究矢量信号发生器架构的未来，了解更高的频率覆盖率、更宽的带宽和多通道应用如何能带来突破性的性能。

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February 28, 2019 - KEYSIGHT - 数据手册

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