优化信号与频谱分析仪以满足严格的 EVM 要求

您的任务

蜂窝和非蜂窝标准的新发展显示出更大信号带宽和更高阶调制的明显趋势。这会直接影响对被测设备和测试设备的 EVM 性能要求。例如，最新发布的 IEEE 802.11be 标准将最大带宽从 160 MHz 提高到 320 MHz，最高支持 4096QAM 调制。这项标准将使用 4096QAM 调制时的 EVM 限值提高到 –38 dB，比之前的 Wi-Fi® 标准更为严格。考虑到该限值针对系统层面，因此组件层面的 EVM 要求会更加严格，以确保整体系统的 EVM 性能符合标准。因此，Wi-Fi® 放大器和芯片制造商期望信号与频谱分析仪具有 –53 dB 至 –55 dB 的残余 EVM，确保有充足的余量来进行可靠的组件表征。

5G 空口测试场景中的 EVM 性能要求也变得更加严格，而且由于自由空间路径损耗较大，这类场景中的信号电平通常非常低。信号与频谱分析仪必须具备优越的 EVM 性能，才能分析此类低电平信号。

即使是具有出色的射频性能的高端仪器（例如 R&S®FSW 信号与频谱分析仪），满足这些要求也是一个严峻的挑战。各种设备愈加需要通过强化来增强 EVM 性能。

罗德与施瓦茨解决方案

被测设备 (DUT) 的输入端有参考信号 (s_ref)，R&S®FSW 上的测量信号 (s_meas) 包含从信号路径到 R&S®FSW 输入端的噪声成分（外部成分）和仪器固有噪声。

该宽带接收机噪声是信号与频谱分析仪的残余 EVM 的主要影响因素之一，并且会随着带宽增加而逐渐增大。为了消除这种噪声，R&S®FSW 可以配备 R&S®FSW-K575 I/Q 噪声抵消选件。该软件选件会校正信号，保证信号中仅包含与仪器无关的外部噪声成分：

R&S®FSW-K575 I/Q 噪声抵消选件会执行以下操作：

• 首先进行单次测量，捕获 smeas。如图 1 所示，信号中包含所有噪声成分：

• 对于重复出现的信号，通过多次捕获对测量信号取平均值，在理想情况下几乎可以消除总体噪声（s_avg表示取平均值后的信号）：

• 根据上述公式，可以通过可用测量得出总体噪声 (n_total)：

• 总体噪声功率 (N_total) 可以根据 ntotal 轻松计算出来。另外，接收机噪声功率 (N_RX) 可以通过 R&S®FSW 输入终端测量得出。这种测量在分析仪内部进行，无需更改测量设置。
• 现在，N_total和 N^_RX已知，可以据此确定外部噪声功率和总体噪声功率之比：

• 因此，外部噪声 (n_external) 的公式如下：

• 由此可以得出校正后的信号：

对测量结果的影响

R&S®FSW-K575 I/Q 噪声抵消选件可以消除 R&S®FSW 的固有宽带噪声，显著降低分析仪的残余 EVM，特别是对于 EVM 主要受到宽带噪声影响的低输入功率电平。图 3 显示了 R&S®FSW 针对 320 MHz IEEE 802.11be 信号在 6.905 GHz 频率下的残余 EVM 性能改进情况。

根据上述方法，R&S®FSW-K575 针对原始 I/Q 数据应用噪声抵消，能够为多种分析仪软件应用提供校正后的信号。因此，该选件不仅可以增强 EVM 性能，还可以改善这些应用支持的所有测量。

总结

借助 R&S®FSW-K575 I/Q 噪声抵消选件，R&S®FSW 可以通过软件升级更好地满足严格的 EVM 性能要求，无需更改硬件。该通用软件可用于其他测量应用，能够改善应用支持的所有测量。