当前位置:中国高校自动化网 >> RIFI >> 浏览文章

基于DDS原理的任意波形发生器AWG710B

文章来源:EDN博客 作者:佚名 访问次数:


文章导读:目标信号为载频1GHz,功率0dBm左右,符号率200M,数据使用BERT提供的PRBS9或PRBS15以进行误码测试,波形数据使用MATLAB计算产生。

几年前曾经和一个设计宽带调制系统的工程师一起工作过几天。那时他在开发一个符号率为200M的QPSK信号系统,并且需要完成误码测试。当时在这么高的符号率下,传统的“基带源+调制器”的解决方案除了有一些指标上的不足,其成本也几乎可以称为“天价”。

后来他查询到任意波形发生器可以一台仪器完成这样的宽带调制就找到了我们,我于是带着当时全球指标最高的、基于DDS原理的任意波形发生器AWG710B和他一起做了几天试验。

 

       他的目标信号大致是这样的:载频1GHz,功率0dBm左右,符号率200M,数据使用BERT提供的PRBS9或PRBS15以进行误码测试,波形数据使用MATLAB7.0计算产生。

 

前两天一切顺利,标准的1GHz载波和200M符号率下的误码率正常。下一步就是进行容限测试:主要是测试符号率或者载波偏移下的系统解码正确率,比如载波1GHz不变,而符号率变为199M时是怎样的性能。这时用户发现了一个比较重要的问题:由于是误码测试,所以AWG输出的是循环播放的数据,这时最重要的一点就是保证载波和符号的相位连续性,而使用AWG输出射频信号的原理是:使用软件计算调制信号的波形,然后AWG循环播放。所以需要载波和符号相位连续的关键点就是播放中“从尾跳到头”时的相位连续性。

 

考察这两种情况(即符号率为200M和199M):

 

第一种情况:在载波为1GHz、符号率为200MHz的情况下。如果AWG工作的过采样率为4(即:采样率/载波频率=4,或每个载波周期采四个样点),则采样率是4GS/s,采样周期是250ps。当数据为PRBS9时,每511个符号完成一个完整循环(QPSK每个符号带2个bit数据,511个符号带1022bit的数据)。而511个符号的时间为2555ns,合2555个完整载波周期。由于每个周期是4个采样点,所以存储深度使用2555*4=10220即可。这样,在信号环回时,载波、符号、PRBS数据循环的相位均为连续的,没有任何问题;

 

而在第二种情况下,由于符号率变为了199M,所以每个符号的时间是5.02512562ns,511个符号的时间为2567.83919182ns。此时如果仍然只计算511个符号,则波形持续的时间不是载波周期的整数倍,就会出现环回播放时载波相位不连续的情况,造成误码率恶化。

下图是一个载波或符号相位不连续的测试结果,在左下的频谱瀑布图可以看到:频谱在信号环回时产生了突变(扩展),同时星座图和眼图都受到了影响。这种情况下,系统的误码率、邻道功率比等参数可能会显著恶化,并且这种恶化的原因是来自于测试设备而不是被测设备的。一般来说,这样的情况是不可接受的。

 

点击浏览下一页

 

                            图一 载波相位不连续下的矢量分析结果

 

回到我们的试验中,如果要保证符号和载波都连续,则AWG播放PRBS数据循环的时间需要同时是符号周期和载波周期的整数倍。经过计算,符号周期和载波周期的最小公倍数是199us,包含39601个完整符号和199000个载波周期。再考虑PRBS9周期循环时的连续性,波形长度需要是199us*255=50.745ms,才能保证符号、载波相位连续的情况下,数据中的PRBS循环也是连续的。50.745ms的波形,需要202.98M数据样点——而AWG710B的最大存储深度为64M数据样点,无法支持这样的要求。于是测试陷入停顿。

 

从上面的计算看来,199M的符号率其实并不算是很苛刻的数字,如果用户的符号率变为199.9M或189.9M、再或者载波变为1000.1MHz等,则保证各个信号元素的连续性所需的存储深度还要更大,远远超出现有AWG的能力。进一步的,这种限制仿佛是原理性的、不可克服的——难道AWG对于这种应用无能为力么?

 

我于是就这个问题咨询了产品线的同事。他们的回答是:这种计算方式是正确的,所以得出的结果也是正确的——如果真要如此严格地按精确数值来要求,使用AWG确实有些困难。但是在工程中,我们是有解决途径的,就是使用一种算法,对波形参数做略微的调整:在保证符号率不变的情况下,稍稍调整载波频率,以为环回时保证载波和符号的相位连续。对于接收机来说,恢复载波的锁相环对于载波的微小偏差有跟踪能力,所以不会影响误码率的测试。当时公司提供的一个射频信号编辑软件MCIQ就包含了这种算法。

上一篇:调试CPU读卡器总结
下一篇:没有了
最近更新