현재 약 20GHz에서 110GHz 범위의 밀리미터파 PCB 주파수는 밀리미터파 주파수에서 더 높은 대역폭을 얻을 수 있기 때문에 점점 더 유행하고 있다.반도체 기술이 발전함에 따라 점점 더 많은 밀리미터파 주파수 부품을 사용할 수 있지만, 밀리미터파 부품을 테스트하고 측정하는 데 사용되는 기기는 매우 복잡할 수 있다.통신 테스트 업계가 직면한 도전은 어떻게 기기 솔루션이 밀리미터파 설비의 테스트 용량 요구를 만족시킬 것인가 하는 것이다.
이러한 장치의 설계에서 고성능 신호 체인은 최신 기술의 광대역 와이드 송신 및 수신 채널을 구현하는 데 필요한 성능을 갖춘 고속 변환기, 고성능 PLLS, 직교 모뎀 및 모뎀, 광대역 믹서, 광대역 스위치 및 감쇠기, 전체 트랜시버, 데이터 변환기,,또한 RF 구성 요소도 중요한 역할을 합니다.고성능 시뮬레이션 기술의 공급업체인 ADI사는 통신 테스트 장비의 요구를 충족시키기 위해 다양한 솔루션을 제공할 수 있다.이 글은 ADI사의 몇 가지 핵심 부품에서 착안하여 기기급 밀리미터파 전송 신호 사슬을 구축하는 방법을 분석하였다.
성과 지표에 대한 EVM의 중요성 측정
오차 벡터 폭 (EVM) 은 디지털 변조 정밀도의 측정 메트릭이며 모든 디지털 변조 신호 소스의 중요한 품질 요소입니다.송신기 모뎀에서 낮은 EVM을 구현하는 것은 신호의 EVM이 링크의 각 구성 요소를 송신/수신할 때 악화되기 때문에 중요합니다.송신기의 주파수 변환기, 필터, 출력 증폭기, 수신기, 심지어 통신 채널도 신호의 질에 영향을 줄 수 있다.
다음 그림은 무선 장치의 EVM 욕조 곡선을 보여주며 작동 전력에서 장치의 사용 가능한 동적 범위를 보여줍니다.계측 솔루션의 EVM 목표는 일반적으로 대부분의 표준 한계보다 한 단계 낮기 때문에 동일한 장치에 한계를 적용하면 장치의 사용 가능 범위가 줄어듭니다.표준 이상의 EVM 성능을 구축하는 방법은 적지 않은 과제입니다.
밀리미터파 전송 신호 체인
양급 간격을 가진 고품질 밀리미터파 테스트 장비를 구축하는 방법
대부분의 경우 구성 요소의 선택과 최적화는 EVM의 진입을 크게 향상시킬 수 있지만 충분하지 않을 수 있습니다. 시스템을 재구성하여 노이즈 성능을 선형 성능으로 사용하여 곡선을 오른쪽으로 만들 수 있습니다. 물론 시스템을 구성하여 노이즈 성능을 향상시킬 수도 있습니다. 곡선을 왼쪽으로 이동하고 재구성한 후다음 그림과 같이 원래 설계보다 더 많은 수의 새 욕조 곡선을 만들 수 있습니다.이 설정에서 설계자는 고속 디지털 모드 변환기, 밀리미터파 상 주파수 변환기, 초저위상 소음 변환 루프 장치 및 증폭기를 사용하여 밀리미터파 전송 신호 체인을 구축 할 수 있습니다.
밀리미터파 전송 신호 체인에서 복잡한 토폴로지 구조를 사용하면 필터를 단순화하고 전체적인 성능을 실현할 수 있기 때문이다.복수 if는 먼저 혼합 신호 프런트엔드 (MxFE) 장치 AD9082를 사용하여 생성되며, 이 장치에는 12GSPS로 작동하는 4개의 dack이 포함되어 있으며, 내장 디지털 모뎀을 사용하여 복수 if 파형을 직접 생성할 수 있다.90 ° 떨어진 if 신호는 ADMV1013에 송신되었으며, 내장 배율 및 튜닝 가능한 LO 필터가 있는 통합 밀리미터 웨이브 인버터입니다.그런 다음 업스트림 작업에 사용되는 변환 루프 어셈블리 ADF4401A를 사용하여 반송파 신호를 생성합니다.이 장치에서 발생하는 반송파 신호는 매우 정연한 스펙트럼 내용과 초저위상 소음을 가지고 있다.마지막으로 MMW 모뎀의 출력은 MMW 주파수 증폭기 HMC635에 연결되고 결과의 출력은 벡터 신호 분석기에 연결됩니다.
또한 ADMV1013 장치에 통합된 LO 제로 기능을 사용하면 반송파 송신 효과를 크게 줄일 수 있습니다.LO 피드백 제거 및 모서리 밴드 감소는 신호 체인에 필요한 필터를 단순화하는 데 도움이 될 것입니다.이 설정에서 모서리 밴드는 -35DBC 감소, 캐리어 피드백은 -30DBC 감소, 추가 보정이 필요하지 않습니다.교정을 통해 한층 더 개선할 수 있다.
전송 체인의 EVM 성능에 대해 말하자면, 전송 체인의 출력은 상업용 벡터 신호 분석기에 연결되며, 이는 100MHz의 테스트 벡터 폭과 256 직교 변조의 새로운 5G radioFR2 파형을 다시 생성합니다.다음 그림에서 볼 수 있듯이 EVM은 모든 주파수에서 성능이 매우 좋습니다.EVM의 표준 한계는 약 -30DBC입니다.그림에 표시된 EVM은 표준 제한값보다 약 15dB 낮습니다.시스템의 각 구성에는 여러 개의 욕조 곡선이 있으며, 낮은 전력 수준에서 신호 체인의 최종 증폭기는 선형 성능보다 소음 성능을 우선시하는 바이패스입니다.출력이 증가함에 따라 이 장치는 선형 성능이 소음 성능보다 우수하도록 구성되어 더 넓은 EVM 목욕 곡선을 생성하여 시스템을 재구성하여 시스템 수준의 EVM 성능을 향상시킬 수 있음을 나타냅니다.
기술이 발전함에 따라 점점 더 많은 업계와 응용 프로그램이 밀리미터파 주파수를 사용하기 시작했지만, 밀리미터파 테스트에 필요한 설비는 매우 높은 성능 요구를 가지고 있다.ADI는 계측기급 밀리미터파 PCB 전송 신호 사슬을 구축하기 위한 광범위한 장비를 제공하며, 고객이 신흥 밀리미터파 시장을 위해 차별화된 시스템을 개발할 수 있도록 지원한다.