彌合高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連續(xù)波和調(diào)制信號(hào)測(cè)量之間的差異

我們一般使用連續(xù)波 (CW) 信號(hào)來(lái)描述高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)。這樣做的原因是：1）就 ADC 而言，CW 信號(hào)更易于通過(guò) CW 生成器和窄帶通濾波器無(wú)噪生成；2）就 DAC 而言，CW 信號(hào)更容易分析；3）它們具有許多標(biāo)準(zhǔn)參考測(cè)試，可在各種器件之間清楚地比較。然而，大多數(shù)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)都將高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器用于采樣調(diào)制波形。彌合基于 CW 測(cè)量的各種規(guī)范和調(diào)制信號(hào)的系統(tǒng)要求之間存在的差異具有一定的挑戰(zhàn)。

CW 信號(hào)和調(diào)制信號(hào)之間存在兩種差異，會(huì)影響高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的行為。首先，CW 信號(hào)沒(méi)有帶寬——能量被限定在某個(gè)單一頻率；而調(diào)制信號(hào)有帶寬，能量分布于某個(gè)頻率范圍。其中的一個(gè)結(jié)果便是 CW 信號(hào)失真在另一個(gè)頻率引起 CW 諧波，而調(diào)制信號(hào)失真引起該信號(hào)之外更寬頻率范圍的諧波和交叉調(diào)制：二次諧波 2x、三次諧波 3x 等。在帶寬與調(diào)制信號(hào)相同的某個(gè)頻段能量的傳播帶來(lái)更低完整度的失真能量。

其次，大多數(shù)調(diào)制信號(hào)（只有如 GSM 中使用的 GMSK 等調(diào)制方案除外）均是對(duì)振幅進(jìn)行調(diào)制，其產(chǎn)生比最大功率要低的平均功率。為了對(duì)比方便，CW 信號(hào)的功率恒定。圖 1 顯示了存在的差異，其表明了調(diào)制長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE) 信號(hào)的功率與時(shí)間的對(duì)比關(guān)系。平均功率約為最大功率的 7%，即比最大功率低 11 dB。

圖 1 調(diào)制 LTE 信號(hào)的功率與時(shí)間的對(duì)比關(guān)系

大多數(shù)器件中，諧波失真結(jié)果隨信號(hào)功率增加而增加。例如，信號(hào)功率每增加 1dB，三階諧波結(jié)果便增加 3dB。因此，相比較低平均功率的調(diào)制信號(hào)，最大功率的 CW 信號(hào)具有更加明顯的失真。圖 2 描述了這種情況，其將最大功率的 CW 信號(hào)三階諧波失真同調(diào)制 LTE 信號(hào)進(jìn)行了對(duì)比。所用失真模型是一個(gè)簡(jiǎn)單的多項(xiàng)式：

Vout = Vin + coeff*Vin3