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文档简介

1、对FPGA的IQ调制邻道功率问题分析IQ联调测试结果一、MG3700A-IQ信号源与RF板IQ联调(一)、测试条件1、IQ信号由MG3700A-IQ信号源提供。2、测试仪器:综测仪HP8921A3、利用DMR4-RF板IQ电路调试。 4、本振信号由综测仪提供。(二)、测试电路1、测试电路连接示意图图 12、 RF板上的IQ直流偏置电路:图 2参数取值:RN401=1K C450=C451=0.018uF RN402=3.3K C485=C486=0.01uF RN404=1K RN403=NC*RN403实际上是IQ信号源的内阻 (三)、测试结果(3号射频板) 条件:采样速率8.4MHZ,测试

2、频点450MHZ,输入0 dBm。 调制信号1KHZ,调制频偏2.2KHZ。f(KHZ)D(%)ACP(dB)VDC(V)Vpp(mV)A(dBm)2.181.7-68.35-67.603.70386-6.88表 1 条件:采样速率8.4MHZ,测试频点450MHZ,输入0 dBm。 调制信号1KHZ,调制频偏4.2KHZ。f(KHZ)D(%)ACP(dB)VDC(V)Vpp(mV)A(dBm)4.331.9-74.07-74.343.71338-6.88表 2说明:在本文中各符号的意义:1、f表示调制频偏 2、D 表示调制失真度 3、ACP表示邻道功率 4、VDC表示IQ信号的直流偏置电压

3、5、VPP表示输入到IQ调制器的IQ信号幅度大小(峰峰值) 6、A 表示调试输出的射频信号幅度大小二、FPGA与RF板IQ联调(一)、测试条件1、IQ信号由FPGA板提供。2、测试仪器:综测仪HP8921A3、利用DMR4-RF板IQ电路调试。 4、本振信号由综测仪提供。(二)、测试电路1、测试电路连接示意图图 32、IQ直流偏置电路图 4参数取值:RN401=1K C450=C451=0.018uF RN402=3.3K C485=C486=0.01uF RN404=1K RN403=NC*RN40实际上是820欧姆,只是在FPGA板上没有焊接在RF板上。(三)、测试结果1、IQ四路信号进入

4、射频板之前,在FPGA板上无滤波 条件:采样速率8.4MHZ,测试频点450MHZ,输入0 dBm。 调制信号1KHZ,调制频偏2.5KHZ。f(KHZ)D(%)ACP(dB)2.471.8-56.37/-55.39表 3 条件:采样速率8.4MHZ,测试频点450MHZ,输入0 dBm。 调制信号1KHZ,调制频偏4.2KHZ。f(KHZ)D(%)ACP(dB)A(dBm)4.292.7-70.11/-70.44-9.35表 42、IQ四路信号进入射频板之前,在FPGA板上有滤波,C=0.012uF (3号板射频板) 条件:采样速率8.4MHZ,测试频点450MHZ,输入0 dBm。 调制信

5、号1KHZ,调制频偏2.5KHZ。f(KHZ)D(%)ACP(dB)A(dBm)2.492.1-58.51-58.13-9.57表 5 条件:采样速率8.4MHZ,测试频点450MHZ,输入0 dBm。 调制信号1KHZ,调制频偏4.2KHZ。f(KHZ)D(%)ACP(dB)A(dBm)4.281.7-69.96-69.77-10.62表 6FPGA板上的滤波C=0.018uF时,f(KHZ)D(%)ACP(dB)A(dBm)VDC(V)Vpp(Mv)2.482.3-60.39-60.24-9.284.04251表 7问题FPGA与射频板联调后,输出信号的邻道明显没有IQ信号源的邻道好,FP

6、GA:-56.37/-55.39(窄带)IQ信号源:-68.35-67.60(窄带)要改善FPGA板联调的结果,可在射频板和FPGA板上加入滤波对邻道会有改善,可基本满足要求,但满足了窄带的邻道,宽带调制失真会变大。但为什么两者的结果会有所不同,以下进行分析查找。原因分析 1、输入到IQ调制器的信号大小2、IQ信号的直流电平3、IQ基带信号质量具体验证过程1、IQ信号大小影响(1) 实验时的数据:与FPGA联调时,250mV左右与IQ信源联调时,380mV左右从信号大小上分析,两种测试时的区别,就是FPGA板经过同一个直流偏置电路后给调制器的信号小。(2) 实验验证通过改变IQ信源的IQ信号输

7、出大小(IQ level),即改变送入TRF3701的信号大小。观察输出结果。测试数据如下:IQ level(%)Vpp(Mv)f(KHZ)D(%)ACP(dB)VDC(V)1205002.261.7-68.67-68.513.71803402.292.4-68.85-68.803.71702922.312.7-68.00-68.203.71602502.353.5-68.67-68.663.71502062.384.2-68.93-68.603.71401682.435.2-68.73-68.613.7120892.7210.2-69.07-68.343.71表 8结论: 通过以上测试数据,

8、可以看到输入IQ信号的大小对调制后的邻道基本没有影响。只是与调制失真度有关。应该说在信号250mV左右时,信号的邻道不会有太大变化。所以,可以得到结论:邻道功率差不是由于信号小造成的。2、IQ信号直流电平影响(1)实验时的数据:与FPGA联调时,VDC=4.01 V与IQ信源联调时,VDC=3.71 V(2) 实验验证通过改变IQ信源的IQ信号直流电平(IQ offset),即与RF板的直流电平叠加后改变送入TRF3701的IQ信号直流偏置。观察输出结果。测试数据如下:IQ offset(V)VDC(V)f(KHZ)D(%)ACP(dB)IQ level(%)0/03.004.201.7-58

9、.66/-58.301000.3/0.33.154.181.7-72.26/-72.031001/13.504.191.7-74.52/-74.251002/23.764.191.7-74.33/-73.32100表 9结论:由以上测试结果可以得出:直流偏置对邻道功率的影响很大。但由测试结果也可以看到,在偏置大于3.3V时,邻道基本不会发生太大变化。那么对于实际实验时的4.01V和3.71V均是完全满足要求的,这样情况下输出邻道是没有影响的。所以可以得到结论:邻道差不是由于实验时的直流偏置不合适而造成的。3、IQ基带信号质量验证(1)实验方法:利用频谱分析仪分别对MG3700A-IQ信号源输出

10、的IQ信号和FPGA板输出的IQ信号进行单独测试,然后对测试结果进行比较。由于测试用的频谱分析仪是50欧姆的输入阻抗很小,且IQ信号的输出均为电流型,即会受到负载的影响。所以不能将输出的IQ基带信号直接接入频谱分析仪进行测试。 所以需在频谱仪与IQ基带信号之间加一缓冲隔离。本次验证实验采用缓冲放大器进行阻抗隔离。(2)实验 1、FPGA板输出测试图 5 测试电路示意图 测试条件: SC(采样速率)=8.4MHZ 放大器直流偏置(静态):2.19V IQ调制信号1KHZ,4.2KHZ频偏 信号大小:VppA=1.5VPP VppB=1.5VPP 仪器设置:Span=30KHZ,Ref level

11、=10dBm 测试结果: 图 6 FPGA输出的IQ频谱具体数据:频率(KHZ)强度(dbm)强度(dbm)03.763.821-11.44-11.4220.850.913-1.13-1.0740.910.975-10.14-10.086-13.37-13.307-29.31-28.988-36.17-35.789-42.42-42.4110-49.76-49.7411-43.38-43.6212-53.97-53.2213-45.37-45.6814-54.94-53.96备注:FPGA输出MG3700A-IQ信号源输出表 102、MG3700A-IQ信号源输出测试图 7 信号源测试电路示意图 测试条件: SC(采样速率)=8.4MHZ 放大器直流偏置(静态):2.19V IQ调制信号1KHZ,4.2KHZ频偏 信号大小:VppA=1.5VPP VppB=1.5VPP 仪器设置:Span=30KHZ,Ref level=10dBm 测试结果: 图 8 IQ信号源输出频谱具体各频点和大小如表6所示。验证结论:在完全一样的测试条件下,采用缓冲放大这个测试方法,由以上的测试结果,可以看到,FPGA板和IQ信号源输出的IQ信号基带频谱是完全一样的。所以,通过这个结果说明输出的IQ信号质量是相同的。

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