Этот пример показывает, как выполнить измерения с использованием блока Spectrum Analyzer. Пример содержит типовую настройку для выполнения измерений искажения гармоник (THD, SNR, SINAD, SFDR), измерения искажения интермодуляции третьего порядка (TOI), измерения коэффициента мощности смежного канала (ACPR), дополнительную совокупную функцию распределения (CCDF) Пример также показывает, как просмотреть изменяющиеся во времени спектры с помощью спектрограммы и автоматического обнаружения пиков.
Несколько измерений и их соответствующие настройки содержатся в модели примера.
Модель состоит из пяти простых моделей усилителя, каждая из которых настроена на выполнение конкретных измерений.
Откройте модель усилителя, дважды кликнув по блоку Усилитель. Первая модель усилителя показана ниже:
Вход сначала объединяется с источником Гауссова шума, а затем проходит через полином высокого порядка для моделирования нелинейных искажений.
Можно изменить количество аддитивного шума на входе, нажав на Noise Source и изменив отклонение Гауссова распределения.
Можно изменить параметры усилителя, изменив полиномиальные коэффициенты. Коэффициенты расположены от самого высокого до самого низкого порядка. Если вы редактируете последний коэффициент, вы изменяете смещение постоянного напряжения усилителя. Если вы меняете коэффициент «следующий к последнему», вы изменяете коэффициент усиления напряжения усилителя. Если вы изменяете другие коэффициенты, можно изменить гармоники более высокого порядка усилителя.
Можно измерить гармоническое искажение, стимулируя усилитель синусоидальным входом и просматривая гармоники в анализаторе спектра. Измерения гармонических искажений можно вызвать из опции Measurements в меню Tools или нажав на соответствующий значок на панели инструментов (показан в депрессии на рисунке ниже).
Просматривая результаты на панели Измерение, вы видите амплитуды основных и гармоник, а также их значения ОСШ, SINAD, THD и SFDR, которые привязаны относительно основной выходной степени.
Усилители обычно имеют значительные гармоники нечетного порядка. Если стимулировать усилитель двумя близко расположенными синусоидами равной амплитуды, можно получить продукты интермодуляции на выходе. Обычно искажение продуктов в сторону от основных тонов, самые большие из которых соответствуют сумме третьего порядка и различия частотам входа волны. Можно измерить выходное искажение интермодуляции третьего порядка (TOI), выбрав измерения интермодуляционных искажений из раскрывающегося меню на панели измерения искажений.
Кроме того, на панели «Измерение искажений» отображаются выделенные интермодуляционные продукты и выводимый TOI. Настройте полиномиальные коэффициенты в усилителе, чтобы изменить гармоники, показанные в сигнале.
Если вы стимулируете усилитель, который транслирует канал связи, вы можете увидеть, как спектральный рост просачивается в полосу пропускания соседних каналов из-за интермодуляционных искажений. Можно измерить, сколько степени течет в эти соседние каналы, измерив отношение степени соседнего канала (ACPR). Измерения можно увидеть как до, так и после усилителя путем переключения входов измерения в диалоговом окне Trace Selection. Измерения ACPR можно выбрать из раскрывающегося меню в диалоговом окне Channel Measurements. Это диалоговое окно можно вызвать из опции Измерения (Measurements) в меню Инструменты (Tools) или нажав на соответствующий значок на панели инструментов (показано на рисунке, ниже).
Настройте полиномиальные коэффициенты в усилителе, чтобы получить различные величины расширения центральной степени из-за интермодуляционных искажений. Можно наблюдать показания ACPR на заданных частотах смещения.
Можно качественно проверить, какая динамическая область значений занимает выходной сигнал, просмотрев его дополнительную совокупную функцию распределения (CCDF). Диалоговое окно CCDF можно вызвать из опции Measurements в меню Tools или нажав на соответствующий значок на панели инструментов (показан на рисунке ниже).
В приведенном выше примере вы можете увидеть приблизительно 0,5 дБ сжатия между источником входа (синим trace ) и выходом Amplifier4 (желтым trace ). Отношение пика к средней степени (PAPR) для канала входа составляет 3,3 дБ, в то время как PAPR для канала выхода составляет 2,8 дБ. Эта потеря динамической области значений предполагает, что к усилителю прикладывается слишком много входная степень.
Вы можете просмотреть изменяющуюся во времени спектральную информацию при помощи режима Spectrogram анализатора спектра. Если вы стимулируете усилитель с помощью волны щебета, то можете наблюдать, как гармоники ведут себя по мере прогрессирования времени. Выберите «Spectrogram» в раскрывающемся меню «Type» в диалоговом окне Spectrum Settings, которое вызывается из диалогового окна Spectrum Settings в меню View (не показано).
Можно использовать курсоры, чтобы сделать измерения периода щебета и подтвердить, что другие спектральные компоненты связаны гармонически. Диалоговое окно Измерения курсора (Cursor Measurements) можно вызвать из опции Измерения (Measurements) в меню Инструменты (Tools) или нажав на соответствующий значок на панели инструментов (показан на рисунке выше).
Можно отслеживать изменяющиеся во времени спектральные компоненты с помощью диалогового окна Peak Finder measurement. Вы можете показать и опционально пометить до 100 peaks. Диалоговое окно Peak Finder можно вызвать из опции Measurements в меню Tools или нажав на соответствующий значок на панели инструментов (показан на рисунке выше).
IEEE Std. 1057-1994 Стандарт IEEE для оцифровки регистраторов формы волны
Allan W. Scott, Rex Frobenius, RF Measurements for Cellular Phone and Wireless Data Systems, John Wiley & Sons, Inc. 2008
