射頻集成電路的非線性失真及測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、為了提高數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量，各種復(fù)雜的調(diào)制技術(shù)被應(yīng)用于現(xiàn)代無線通訊系統(tǒng)。被調(diào)制信號(hào)中存在幅度的波動(dòng)，導(dǎo)致射頻通訊系統(tǒng)中的非線性電路產(chǎn)生了嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能的非線性失真。傳統(tǒng)的非線性指標(biāo)，例如1dB壓縮點(diǎn)、互調(diào)失真比(IMR)和三階截止點(diǎn)(IP3)已經(jīng)不能夠精確表示非線性電路中的失真，因此能夠描述非線性電路最終工作狀態(tài)的非線性參數(shù)和相應(yīng)的測(cè)試方法是目前亟待解決的問題。
　　 在數(shù)字通訊系統(tǒng)中，一定范圍的頻帶被劃分為獨(dú)立且不重合的

2、信道。一個(gè)信道的信號(hào)經(jīng)過非線性電路之后，會(huì)在信道內(nèi)和信道外產(chǎn)生非線性失真。對(duì)于帶外失真，一般采用鄰道失真比(ACPR)來衡量，而對(duì)于帶內(nèi)失真，一般采用同道失真比(CCPR)或者噪聲功率比(NPR)來衡量。由于同道失真和輸出信號(hào)占用同樣的頻率范圍，因此CCPR一般不能直接測(cè)暈獲得，除非采用復(fù)雜的信號(hào)抵消環(huán)路。為了直接獲得帶內(nèi)失真，射頻非線性定義了NPR，具體定義為：測(cè)試信道內(nèi)一小部分頻率帶寬信號(hào)被陷波后，在被測(cè)器件輸出端信道功率譜密度和陷

3、波處信號(hào)功率譜密度的比值。
　　 文章首先將各種復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號(hào)近似為窄帶高斯白噪聲，并將它作為激勵(lì)信號(hào)，通過統(tǒng)計(jì)域中的自相關(guān)函數(shù)，獲得了三階無記憶非線性系統(tǒng)的輸出功率譜密度。通過各種非線性參數(shù)的定義，獲得它們?cè)谡瓗Ц咚拱自肼曄碌睦碚摻馕霰磉_(dá)式。然后將帶有隨機(jī)相位的多音信號(hào)作為三階無記憶非線性系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)，通過直接組合分析，得到了多音激勵(lì)下非線性輸出。通過將多音激勵(lì)獲得的非線性失真同窄帶高斯白噪聲獲得的非線性失真進(jìn)行比較，結(jié)

4、果表明，當(dāng)多音信號(hào)音數(shù)足夠多(大于10000音)時(shí)，可以代替窄帶高斯白噪聲，作為射頻通訊系統(tǒng)中的測(cè)量信號(hào)。另外本文還研究了利用傳統(tǒng)的雙音激勵(lì)測(cè)試結(jié)果，估算多音激勵(lì)下非線性失真的方法。
　　 文章提出了一種利用少數(shù)音(小于100音)以實(shí)現(xiàn)高精度非線性測(cè)量的方法。利用矢量信號(hào)發(fā)生器，本文設(shè)計(jì)的多音非線性測(cè)試方法架構(gòu)簡單。為了提高測(cè)試效率和減小測(cè)試時(shí)間，本文設(shè)計(jì)了非線性自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及軟件，完成所有的測(cè)量步驟。文章利用60音信號(hào)獲得的測(cè)