wlan功率放大器测试的方案与流程

关键字：WLAN 功率放大器 EVM 测试 非线性

最初的无线局域网络标准，主要是用于对有线宽频连接提供低数据传输率无线连接，以进行网页浏览和电子邮件收发。随着时间的演进，新的 802.11 无线协议可为新的应用提供更高的数据传输率。目前的 802.11ac WLAN 标准，可在单一射频通道提供高达 867Mbps 的数据传输率，并在使用 MIMO 通道时高达 6.93Gbps。由于采用了更即时的频宽（提升至 160MHz）、更多的 MIMO 通道（最多 8 个），以及高密度调变的星座图（高达 256QAM），将 802.11n 标准扩展成了如此高的 802.11ac 数据传输率。

功率放大器测试

功率放大器（PA）是 WLAN 发射器电路中的关键组件，因为 PA 性能会影响无线覆盖范围、数据传输率容量和电池寿命。任何发射器 PA 的目标都是尽可能使用很少的 DC 功率以产生足够的线性 RF 输出功率。当输出功率增加到放大器的增益压缩区时，PA 性能由于 PA 非线性失真而可主导 WLAN 系统级的发射器性能。移动设备与无线热点通常传输基于 100mW（+20dBm）与 1W（+30dBm）之间的 RF 输出功率，且 PA 必须能产生带有最少非线性失真的足够功率。对 PA 测试而言，一套完整的 IEEE 802.11ac 特定的发射器验证测试包括：

●频谱遮罩（Spectrum Mask）

●频谱平坦性

●峰值功率

●中心频率误差

●符号时钟频率误差（Symbol Clock Frequency Error）

●中心频率泄露（Center Frequency Leakage）

●误差向量幅度（Error Vector Magnitude， EVM）

本文将进一步扩展 EVM 测试，该测试是全面且广泛使用于 PA 测试的技术。EVM 是一项用来量化数字通信信道的性能的测试，并提供捕获到的编码数据字符与 I/Q 星座图内理想位置的误差测量。均方根 EVM 是一项全面性的测量值，在 RF 信号或设备中的任何缺陷都会使其降低。因此，对 WLAN 发射器设计而言，PA 在其输出功率与信道频率的完整操作范围内，需要可接受的 EVM 作用。由于 802.11ac 包括具有 2.5%（-32dB）EVM 规格限制的 256QAM 群集，PA 线性度和对应的 EVM 作用必要条件比早期的 802.11 标准更严格，而 802.11n 中的 PA EVM 作用限制在大约 3%，而 802.11ac 中的 PA EVM 作用则大约限制在 1.5%。此外，新的 256QAM 信号调变具有更高的峰值均值比率（PAR），也增加在 802.11ac 发射器设计内的 PA 其所必要的线性输出功率。

图 1：用于 PA 测试的测试设备架构图。