我們一般使用連續(xù)波 (CW) 信號(hào)來(lái)描述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC),。這樣做的原因是：1）就 ADC 而言,，CW 信號(hào)更易于通過(guò) CW 生成器和窄帶通濾波器無(wú)噪生成；2）就 DAC 而言,，CW 信號(hào)更容易分析,；3）它們具有許多標(biāo)準(zhǔn)參考測(cè)試,，可在各種器件之間清楚地比較。然而,，大多數(shù)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都將高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用于采樣調(diào)制波形,。彌合基于 CW 測(cè)量的各種規(guī)范和調(diào)制信號(hào)的系統(tǒng)要求之間存在的差異具有一定的挑戰(zhàn)。
CW 信號(hào)和調(diào)制信號(hào)之間存在兩種差異,，會(huì)影響高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的行為。首先,，CW 信號(hào)沒(méi)有帶寬——能量被限定在某個(gè)單一頻率,；而調(diào)制信號(hào)有帶寬，能量分布于某個(gè)頻率范圍,。其中的一個(gè)結(jié)果便是 CW 信號(hào)失真在另一個(gè)頻率引起 CW 諧波,，而調(diào)制信號(hào)失真引起該信號(hào)之外更寬頻率范圍的諧波和交叉調(diào)制：二次諧波 2x、三次諧波 3x 等,。在帶寬與調(diào)制信號(hào)相同的某個(gè)頻段能量的傳播帶來(lái)更低完整度的失真能量,。
其次，大多數(shù)調(diào)制信號(hào)（只有如 GSM 中使用的 GMSK 等調(diào)制方案除外）均是對(duì)振幅進(jìn)行調(diào)制,，其產(chǎn)生比最大功率要低的平均功率,。為了對(duì)比方便，CW 信號(hào)的功率恒定,。圖 1 顯示了存在的差異,，其表明了調(diào)制長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE) 信號(hào)的功率與時(shí)間的對(duì)比關(guān)系。平均功率約為最大功率的 7%,，即比最大功率低 11 dB,。
圖 1 調(diào)制 LTE 信號(hào)的功率與時(shí)間的對(duì)比關(guān)系
大多數(shù)器件中，諧波失真結(jié)果隨信號(hào)功率增加而增加,。例如,，信號(hào)功率每增加 1dB，三階諧波結(jié)果便增加 3dB,。因此,，相比較低平均功率的調(diào)制信號(hào)，最大功率的 CW 信號(hào)具有更加明顯的失真,。圖 2 描述了這種情況,，其將最大功率的 CW 信號(hào)三階諧波失真同調(diào)制 LTE 信號(hào)進(jìn)行了對(duì)比,。所用失真模型是一個(gè)簡(jiǎn)單的多項(xiàng)式：
其中，諧波失真系數(shù) coeff 為任意選取,，旨在說(shuō)明巨大的失真量,。
CW 信號(hào)生成 CW 信號(hào)以下三階失真結(jié)果 42 dB，而 LTE 信號(hào)生成 LTE 信號(hào)以下三階失真結(jié)果 56 dB,。請(qǐng)注意,，圖 2 所示功率已被標(biāo)準(zhǔn)化為每個(gè)信號(hào)的最大功率。
圖 2 諧波失真 CW 和調(diào)制 LTE 信號(hào)
因此,，使用最大功率 CW 信號(hào)來(lái)估算我們理論器件中調(diào)制 LTE 信號(hào)的諧波失真將 LTE 信號(hào)失真高估算了 14 dB,。
什么是更精確的 CW 測(cè)試呢？一次 CW 測(cè)試永遠(yuǎn)都無(wú)法捕獲完全一樣的調(diào)制信號(hào)效果,，而調(diào)制信號(hào)失真取決于信號(hào)功率的統(tǒng)計(jì)分布,。在我們的例子中，一個(gè)最大功率以下 –7 dB的 CW 信號(hào)會(huì)產(chǎn)生與 LTE 信號(hào)相同的三次諧波失真水平（請(qǐng)參見(jiàn)圖 2）,。由于調(diào)制 LTE 信號(hào)的平均功率為最大功率或者峰值功率以下 ~11 dB,，這相當(dāng)于將 CW 信號(hào)功率設(shè)置為調(diào)制信號(hào)平均功率以上 4 dB。
對(duì)調(diào)制信號(hào)性能進(jìn)行更精確評(píng)估的一個(gè)快速法則是使用調(diào)制信號(hào)峰值功率與平均功率的 dB 比,，然后設(shè)置 CW 功率為最大功率以下 2/3,。例如，如果調(diào)制信號(hào) PAR 為 6dB,，則應(yīng)將 CW 信號(hào)設(shè)置為最大功率以下 -4 dB,，然后測(cè)得相對(duì)于信號(hào)功率的諧波失真。這種法則對(duì)各種調(diào)制信號(hào)類型（例如：OFDM,、WCDMA 和 QAM 等）都很有效,。
下次，我們將討論更多詳情,，敬請(qǐng)期待,。
參考文獻(xiàn)
如欲了解數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：www.ti.com.cn/dataconverters,。
作者簡(jiǎn)介
Robert Keller 現(xiàn)任高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)與應(yīng)用經(jīng)理,。他在無(wú)線基礎(chǔ)架構(gòu)通信、測(cè)試與測(cè)量以及軍用系統(tǒng)的高速產(chǎn)品技術(shù)支持方面擁有長(zhǎng)達(dá) 9 年的工作經(jīng)驗(yàn),。他畢業(yè)于圣路易斯華盛頓大學(xué) (Washington University, St. Louis),，獲物理與數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，后又畢業(yè)于斯坦福大學(xué) (Stanford University),，獲應(yīng)用物理學(xué)博士學(xué)位,。他擁有 10 項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)與傳感器應(yīng)用美國(guó)專利。