MA244xxA峰值功率传感器
表征器件非线性对复杂信号的影响的另一种方法是,通过测量和比较被测器件(DUT)输入和输出处的带限高斯噪声信号功率的CCDF曲线,建立1 dB压缩点(P1dB)。带限高斯噪声信号具有与复杂的多载波信号(例如OFDM或高阶QAM)非常相似的特性。带宽受限的高斯信号可以简单地通过脉冲调制,以便于通过脉冲或峰值功率传感器(例如安立 MA244xxA峰值功率传感器)进行测量。这种方法类似于在通信系统中使用PAPR信号建立P1dB点,而不是使用未经调制的载波信号。
增益压缩测试设置
图3. 测试设置
图3建议了一种基于CCDF曲线测量和建立DUT的P1dB点的设置。脉冲调制,带限高斯噪声源很好地表示了具有复杂调制的信号,例如OFDM。或者,可以用带宽受限的高斯噪声源对载波进行AM调制的微波信号发生器(例如Anritsu MG369xC信号发生器)是另一个不错的选择。Anritsu MG369xC具有内置的高斯噪声源,其带宽为1MHz,非常便于进行此测量。测量CCDF曲线,并将其与脉冲/峰值功率传感器(例如MA244xxA)进行比较。MA244xxA USB脉冲/峰值功率传感器具有一个GUI,可在PC /笔记本电脑上运行,专门用于测量CCDF曲线。整个设置避免了使用NPR测量所需的非常昂贵的矢量信号发生器或高端的频谱分析仪。
测量包括两个步骤:
1. 首先,设定带限高斯噪声信号的输入功率电平,该信号位于DUT的线性区域中的某处。这可以通过在DUT的输入和输出处使用MA244xxA USB峰值/脉冲功率传感器测量和比较高斯噪声信号的CCDF曲线来轻松实现。DUT输出处的CCDF曲线应与输入处的CCDF曲线基本相同。如果不是,则应将高斯噪声信号的输入功率电平降低几dB,直到两者变得相同为止。比较两条CCDF曲线的常用参考点是功率水平,概率为0.01%。
图4. 线性区域中的输入和输出CCDF
图4显示了在DUT的输入和输出处由MA244xxA脉冲功率传感器测得的CCDF曲线。测量使用脉冲带限高斯噪声源。线性区域中的初始平均输入功率电平为-13.2 dBm,而输出平均功率电平为-1.591 dBm,表明增益为11.6 dB。由两个MA244xxA功率传感器进行的统计测量显示,DUT的输入和输出处的平均峰值功率电平几乎高于平均值,概率为0.01%。两条CCDF曲线几乎相互重叠,波峰因子几乎相同。
2. 然后以0.5 dB或1 dB的小增量增加输入电平,直到输入和输出的CCDF曲线中功率电平以0.01%的概率相差1 dB。这是P1 dB增益压缩点。
图5. 非线性区域中的输入和输出CCDF
图5显示了MA244xxA脉冲功率传感器在高于P1 dB增益压缩点的较高输入功率水平下测得的CCDF曲线。DUT的平均输入功率水平已增加到-5.62 dBm,而输出的平均功率水平为5.36 dBm,表明增益为11 dB。因此,平均功率电平测量表明增益压缩为0.6 dB。但是,输入和输出处的CCDF曲线现在明显不同。由两个MA244xxA在DUT的输入和输出端以0.01%的概率进行的高于平均功率电平的统计测量,现在相差2.1 dB(7.4 dB–5.3 dB)DUT已经压缩了峰值,远超过平均功率水平。
结论
与传统的方法相比,CCDF曲线测量P1 dB压缩点的方法具有显着优势:
CCDF测量方法使用的信号具有与当今通信系统中使用的信号相似的特征。相比之下,传统方法使用的是单音和双音信号,这不能很好地表示具有复杂调制的信号(例如OFDM)。
CCDF方法利用低成本噪声源和宽带USB峰值功率传感器。其他传统方法的测量设置需要昂贵的频谱分析仪或矢量信号发生器,其价格可能是USB传感器价格的许多倍。
USB功率传感器在功率测量方面比频谱分析仪更为精确。
总而言之,CCDF方法使用与当今通信系统中使用的相似的信号提供了更准确的测量,而且成本更低。