電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)大全

字通信系統(tǒng)發(fā)射器由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

CODEC(編碼/解碼器)

符號(hào)編碼

基帶濾波器(FIR)

IQ調(diào)制

上變頻器（Upconverter）

功率放大器

CODEC使用數(shù)字信號(hào)處理方法(DSP)來編碼聲音信號(hào)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。它還完成其它一些功能，包括卷積編碼和交織編碼。卷積編碼復(fù)制每個(gè)輸入位，用這些冗余位來進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)并增加了編碼增益。交織編碼能讓碼位錯(cuò)誤分布比較均勻，從而使得錯(cuò)誤校驗(yàn)的效率更高。

符號(hào)編碼把數(shù)據(jù)和信息轉(zhuǎn)化為I/Q信號(hào)，并把符號(hào)定義成某個(gè)特定的調(diào)制格式?；鶐V波和調(diào)制整形濾波器通過修整I/Q調(diào)制信號(hào)的陡峭邊沿來提高帶寬的使用效率。

IQ調(diào)制器使得I/Q信號(hào)相互正交(積分意義上)，因此它們之間不會(huì)相互干擾。IQ調(diào)制器的輸出為是IQ信號(hào)的組合，就是一個(gè)單一的中頻信號(hào)。該中頻信號(hào)經(jīng)過上變頻器轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)后，再通過放大后進(jìn)行發(fā)射。

Figure1.通用數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射器的簡單模塊圖

先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理和專用應(yīng)用芯片技術(shù)提高了數(shù)字系統(tǒng)的集成度?，F(xiàn)在一塊單一的芯片就集成了從ADC轉(zhuǎn)換到中頻調(diào)制輸出的大部分功能。因此，模塊級和芯片級的射頻測試點(diǎn)會(huì)減少很多，發(fā)射器系統(tǒng)級和天線端的測試和故障分析就變得更加重要。

發(fā)射器的主要測試內(nèi)容

信道內(nèi)測試

信道內(nèi)測試采用時(shí)分復(fù)用或者碼分復(fù)用的方法來測試無線數(shù)字電路。復(fù)用指的是頻率或者空間上的復(fù)用等。在時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)中，一個(gè)信道可以定義為在一系列重復(fù)出現(xiàn)的幀里面特定的頻段和時(shí)隙，而在碼分多址(CDMA)技術(shù)中，信道定義為特定的碼段和頻段。信道內(nèi)和信道外這兩個(gè)術(shù)語指的是我們所感興趣的頻段（頻率信道），而不是指頻率帶寬內(nèi)信道的時(shí)隙或者碼段。

發(fā)射器信道帶寬是最先進(jìn)行的測試，它決定了發(fā)射器發(fā)射信號(hào)的頻譜特性。通過頻譜的形狀和特性可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的許多錯(cuò)誤，并能大概推算出系統(tǒng)符號(hào)速率的錯(cuò)誤率。

載波頻率測試用于測試可能引起相鄰頻段信道干擾或影響接收器載波恢復(fù)的頻率誤差。在大多數(shù)調(diào)制方式中，載波頻率應(yīng)處于頻譜的中心?？梢酝ㄟ^計(jì)算3dB帶寬來判斷中心頻率。

信道功率測試用于測試有用信號(hào)在頻率帶寬內(nèi)的平均能量。它通常定義為有用信號(hào)能量在信號(hào)頻率帶寬內(nèi)的平均值，實(shí)際的測量方法隨著不同的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有所不同。無線系統(tǒng)必須保證每個(gè)環(huán)節(jié)消耗的能量最少，這樣的目的主要有兩個(gè)：一是可以減少系統(tǒng)的整體干擾，二是能延長便攜系統(tǒng)電池的使用壽命。因此，必須嚴(yán)格地控制輸出功率。在CDMA系統(tǒng)中，為了達(dá)到最大的容量，系統(tǒng)總的干擾容限也嚴(yán)格限制了每個(gè)單個(gè)移動(dòng)單元的功率。精確發(fā)射功率控制對系統(tǒng)的容量,覆蓋范圍和信號(hào)質(zhì)量至關(guān)重要.

占用帶寬跟信道功率密切相關(guān)，定義為給定總調(diào)制信號(hào)功率的百分比所覆蓋多少頻譜。

時(shí)間測試常用于TDMA系統(tǒng)中的突發(fā)信號(hào)測試。這些測試主要用來評估載波包絡(luò)是否能滿足預(yù)期的要求，它們包括了突發(fā)信號(hào)寬度，上升時(shí)間，下降時(shí)間、開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、峰值功率、發(fā)射功率、關(guān)閉功率以及占空比等。時(shí)間測試可以保證相鄰頻率信道之間的干擾以及信號(hào)開啟或者關(guān)閉的時(shí)隙切換時(shí)的干擾最小。

調(diào)制品質(zhì)的測試通常涉及到發(fā)射信號(hào)的精確解調(diào)并與理想的數(shù)學(xué)計(jì)算出來的發(fā)射信號(hào)或參考信號(hào)進(jìn)行比較。實(shí)際的測量隨著不同的調(diào)制方式和不同的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)有不同的方法。

誤差矢量幅度(EVM)是應(yīng)用最廣泛的數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)制品質(zhì)參數(shù)，它采樣發(fā)射器的輸出端的輸出信號(hào)，獲得實(shí)際信號(hào)的軌跡。通常把輸出信號(hào)解調(diào)后得到一個(gè)參考信號(hào)。矢量誤差是指某個(gè)時(shí)間理想的參考信號(hào)與實(shí)際所測的信號(hào)的差別，是一個(gè)包含幅度分量和相位分量的復(fù)數(shù)。通常，EVM會(huì)采用最大的符號(hào)幅度分量或者平均符號(hào)功率的平方根。

I/Q偏置(固有偏置originoffsets)是由I/Q信號(hào)的直流偏置引起的，可能會(huì)導(dǎo)致載波反饋。

相位和頻率誤差測試用于等幅調(diào)制方式。通過采樣發(fā)射器的輸出信號(hào)并捕獲實(shí)際的相位軌跡，解調(diào)后得到一個(gè)理想的參考相位軌跡。相位誤差是通過比較實(shí)際信號(hào)和理想?yún)⒖夹盘?hào)而得到的，并以有效值和峰值的形式表示。大的相位誤差說明發(fā)射器基帶或者輸出放大器有問題，導(dǎo)致信號(hào)靈敏度的下降。頻率誤差是指載波頻率的誤差。一個(gè)穩(wěn)定的小頻率誤差說明正在使用的載波可能有些問題。不穩(wěn)定的頻率誤差可能是由以下這些原因引起的：本地振蕩器的不穩(wěn)定，使用了不適當(dāng)?shù)臑V波器，放大器的幅度調(diào)制相位調(diào)制轉(zhuǎn)換有問題，或是所使用發(fā)射器模擬頻率調(diào)制器的調(diào)制指數(shù)有問題，

信道外測試

信道外測試是指對那些在系統(tǒng)頻率以外頻段的測量。

信道外測試是對系統(tǒng)頻段內(nèi)的失真或者干擾進(jìn)行采樣，而不是對傳輸頻率本身進(jìn)行測試

相鄰信道功率比(ACPR)測試保證發(fā)送器不受相鄰或者間隔通道的干擾。ACPR就是相鄰信道平均功率與發(fā)射信道平均功率的比值。通常是在間隔多個(gè)信道的信道之間進(jìn)行測量(與相鄰信道或間隔信道之間)。當(dāng)進(jìn)行ACPR測試的時(shí)候，要考慮到發(fā)射信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性非常重要，因?yàn)榧词箤τ谕话l(fā)射器來說，不同的信號(hào)統(tǒng)計(jì)會(huì)導(dǎo)致不同的ACPR測試結(jié)果。對于不同的標(biāo)準(zhǔn)，該測試通常會(huì)具有不同的名字和定義。

雜波信號(hào)是由發(fā)射器內(nèi)不同的信號(hào)組合而引起的。在系統(tǒng)頻帶內(nèi)這種信號(hào)的幅度必須要小于標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的水平，以保證它對其它通信系統(tǒng)的干擾最小。

諧波是由發(fā)送器的非線性而引起的信號(hào)失真，這些信號(hào)的頻率都是載波頻率的整數(shù)倍。信道外雜波和諧波的測試用于保證本信道對其它通信系統(tǒng)的干擾最小。

接收器基本測試

接收器的功能基本上是發(fā)送器的反向過程，因而它們帶來的測試挑戰(zhàn)也非常相似。接收器必須在有潛在干擾的條件下成功地捕獲RF信號(hào)，因此，必須有一個(gè)前端選擇濾波器來濾除或減弱由天線接受到的系統(tǒng)頻段