射頻集成電路的非線性失真及測量技術(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)制信號中存在幅度的波動，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。一個信道的信號經(jīng)過非線性電路之后，會在信道內(nèi)和信道外產(chǎn)生非線性失真。對于帶外失真，一般采用鄰道失真比(ACPR)來衡量，而對于帶內(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占用同樣的頻率范圍，因此CCPR一般不能直接測暈獲得，除非采用復(fù)雜的信號抵消環(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：測試信道內(nèi)一小部分頻率帶寬信號被陷波后，在被測器件輸出端信道功率譜密度和陷

3、波處信號功率譜密度的比值。
　　 文章首先將各種復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制信號近似為窄帶高斯白噪聲，并將它作為激勵信號，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，獲得它們在窄帶高斯白噪聲下的理論解析表達(dá)式。然后將帶有隨機(jī)相位的多音信號作為三階無記憶非線性系統(tǒng)的激勵信號，通過直接組合分析，得到了多音激勵下非線性輸出。通過將多音激勵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)多音信號音數(shù)足夠多(大于10000音)時，可以代替窄帶高斯白噪聲，作為射頻通訊系統(tǒng)中的測量信號。另外本文還研究了利用傳統(tǒng)的雙音激勵測試結(jié)果，估算多音激勵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)高精度非線性測量的方法。利用矢量信號發(fā)生器，本文設(shè)計(jì)的多音非線性測試方法架構(gòu)簡單。為了提高測試效率和減小測試時間，本文設(shè)計(jì)了非線性自動測試系統(tǒng)及軟件，完成所有的測量步驟。文章利用60音信號獲得的測