Keysight Technologies RF PA/FEM特性分析與測試 參考解決方案

解決方案型錄

02 | Keysight | RF PA/FEM 特性分析與測試參考解決方案 – 解決方案型錄

新一代射頻功率放大器（PA）特性分析與測試的挑戰無線行動裝置製造商不斷在尋求能提昇裝置效能又可以壓低成本的辦法。為了迎合這樣的趨勢，用功率放大器雙工（PAD）元件來取代較傳統的 PA架構已經越來越普遍。這種尺寸較小且高度整合的元件，是利用單一微型模組取代多個分離式元件，可讓設計人員實現空間的最佳化，同時降低功耗並提昇效能。 隨著裝置複雜度和效能要求的大幅提昇，測試項目與類型不斷增加，價格上的壓力同時也促進了更高測試速度的需求。

測試新一代的射頻功率放大器會帶來下列的全新挑戰：

– 除了測試PA之外，整合到PAD型元件中的被動元件也必須進行測試 – 運用波封追蹤和數位預失真來克服高峰均比調變格式所導致的效率問題 – 更多的頻段數量和調變格式需增加額外的測試條件

RF PA/FEM特性分析與測試的參考解決方案RF PA/FEM特性分析與測試的參考解決方案可對新一代功率放大器模組（例如 PAD元件）進行快速而完整的特性分析，其中包括 S參數、解調變、功率、鄰近通道功率和諧波失真等量測。Keysight N7614B Signal Studio for Power Amplifier Test軟體可進行數位預失真和波封追蹤的信號產生與分析。參考解決方案的控制軟體可讓信號源和任意波形產生器（AWG）之間達成緊密的同步，進而讓輸入信號和波封之間能夠精準對齊。此套結合多家廠牌的解決方案還包括 Signadyne單槽、高速 PXI AWG，可支援快速波封追蹤功能，同時還能保持小型化的機體空間。

您可以使用軟體中的測試程式碼範例，這些範例經過精心設計，可最佳化測試速率卻不會降低效能，讓您輕鬆進行評估並整合到測試環境中。

射頻功率放大器（RF PA）特性分析與測試的參考解決方案可對新一代功率放大器與前端模組進行設計驗證和產品測試，提供高量測速率、品質與效能，並支援蜂巢式和無線連接標準。

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參考解決方案的架構

N7614B Signal Studio For PA Test

N7624/25BSignal Studio for LTE

N7614B API

PXI AWGSD AOU-H3354

資料

PXI VSGM9381A

USB DIO

RF PA 控制

參考解決方案軟體

硬體系統控制（IVI驅動程式）� 功率與頻譜量測� 波形與波封下載� IQ 資料上傳

SMUN6700B/N6782A

PXI VSAM9393A

PXI VNAM937xA

S參數

搭配ET/DPD進行射頻量測

X系列量測應用軟體� 調變分析

S參數量測

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硬體

解決方案的特色與優點

特色 優點

整合了 N7614B Signal Studio for PA Test 自動化 DPD和 ET功能可讓您快速進行設計以及特性分析

高效能 VSA 可利用寬廣的動態範圍和頻率範圍來量測諧波失真

即時信號處理 量測速度更快

射頻信號與波封的時間差可調整至 ± 1 ps解析度（在250 ns的範圍）

射頻信號和波封之間可以緊密同步

適用於模組化儀器的 X系列量測應用軟體 量測結果可與桌上型儀器產生關聯性

加入多台獨立的全雙埠 VNA 同時分析許多元件可降低 COT

真正的多埠 VNA搭配 N埠校正功能 不會降低效能（即動態範圍、軌跡雜訊、指向性、穩定度）

解決方案之量測速度

EVM量測速度 < 50 ms（標稱值，適用於 LTE 10 MHz BW）

ACPR量測速度 0 ms（在功率伺服迴路之後）

伺服迴路時間 < 3 ms（標稱值）

調諧速度 150 us（標稱值）

全雙埠 S參數量測速度 28-33 ms 涵蓋 401點

完整 DPD迴路 < 1 s

產品規格與特性

M9381A PXIe向量信號產生器

頻率範圍 1 MHz to 3, 6 GHz

分析頻寬 160 MHz

絕對振幅準確度 ± 0.4 dB

M9391A PXIe向量信號分析儀

頻率範圍 1 MHz to 3, 6 GHz

分析頻寬 160 MHz

絕對振幅準確度 ± 0.45 dB（典型值）

M9393A PXIe高效能型向量信號分析儀

頻率範圍 9 kHz to 8.4, 14, 18, 27 GHz

分析頻寬 160 MHz

絕對振幅準確度 ± 0.15 dB（標稱值）

SD AOU-H3353 PXIe任意波形產生器

即時頻寬 200 MHz

最大取樣率 每通道 500 MSPS

M937xA PXIe向量網路分析儀

頻率範圍 300 kHz至 4、6.5、9、14、20、26.5 GHz

動態範圍 ≥ 116 dB (9 GHz), > 98 dB (20 GHz)

軌跡雜訊 < 0.001 dB

N6700B主機與 N6782A SMU

量測準確度：

電流（100 mA範圍） 0.025% + 10 uA

電流（10 uA範圍） 0.025% + 8 nA

電壓（20 V 範圍） 0.025% + 1.2 mV

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硬體 — 儀器

M9381A PXIe向量信號產生器www.keysight.com/find/m9381a

Keysight M9381A專為高速資料介面和高速自動化測試系統而設計，可產生高達 6 GHz的射頻信號以及 160 MHz頻寬。M9381A可與全系列的 Signal Studio通訊應用軟體相容。典型的 M9381A架構包含 4個獨立的 PXIe模組 — M9311A數位向量調變器、M9310A信號源輸出模組、M9301A合成器和 M9300A頻率參考模組（可與同一個機箱中的其他信號產生器與分析儀共用）。

M9391A PXIe向量信號分析儀www.keysight.com/find/m9391a

Keysight M9391A是專為高速自動化測試系統的快速功率和解調變量測而設計，可分析頻率高達 6 GHz以及頻寬 160 MHz的信號，可利用即時信號處理快速執行功率量測，並能以高達 6 GHz的頻寬分析諧波失真。M9391A可與 X系列全系列量測應用軟體相容以進行信號分析。典型的 M9391A架構包含 4個獨立的 PXIe模組 — M9301A合成器、M9214A數位轉換器、M9350A降頻器和 M9300A頻率參考模組（可與同一個機箱中的其他信號產生器與分析儀共用）。

M9393A PXIe高效能型向量信號分析儀www.keysight.com/find/m9393a

Keysight M9393A是專為高速自動化測試系統的快速功率和解調變量測而設計，可分析頻率高達 27 GHz以及頻寬 160 MHz的信號，可利用即時信號處理快速執行功率量測，並能以高達 27 GHz的頻寬分析諧波失真。M9393A可與 X系列全系列量測應用軟體相容以進行信號分析。典型的 M9393A架構包含 4個獨立的 PXIe模組 — M9308A合成器、M9214A數位轉換器、M9365A降頻器和 M9300A頻率參考模組（可與同一個機箱中的其他信號產生器與分析儀共用）。

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N6700B主機與N6782A SMUwww.keysight.com/find/m6700b

N6700B與 N6782A以提供無突波操作為設計宗旨，確保當輸出和量測範圍改變時，以及在高達 150 uF的大電容下，待測物（DUT）不會因而受損。N6700B是 1U高的模組化電源主機，可插入 N6782A電源量測模組（SMU），以提供精密的電源和量測。

Signadyne SD AOU-H3353 PXIe 任意波形產生器 www.signadyne.com/en/products/hardware/high-speed/analog-out--awgs--signal-generators/sd-aou-h3353--analog-out--awg--signal-generator

單槽式 SD AOU-H3353專為提供高速波形產生能力而設計，可藉由使用高速自動化測試應用軟體加快產生波封。如與 M9381A PXIe向量信號產生器搭配使用，可產生同步的 RF和波封信號。您可用 1 ps解析度調整同步。

M937XA PXIe向量網路分析儀www.keysight.com/find/pxivna

M937XA系列信號分析提供高達 26.5 GHz的頻寬，讓高速自動化測試系統能夠快速執行S參數量測並分析信號。這款小型的單槽、全雙埠 VNA可支援多埠 /多站量測，讓您能隨時根據測試站需求，輕鬆地增加或減少 VNA模組。完整的 N埠修正功能可協助您對多埠裝置進行完整而準確的特性分析。

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軟體共用應用軟體可搭配模組化和桌上型儀器使用，針對桌上型和模組化兩種解決方案提供相同的量測常式、操作介面和程式模型。RF PA/FEM特性分析與測試的參考解決方案包含了可用於桌上型和模組化儀器的量測應用軟體：用來產生信號的 Signal Studio、用來解調變的 X系列量測應用軟體以及用來量測 S參數的 PNA-X架構軟體。

軟體 — 信號產生RF PA/FEM特性分析與測試的參考解決方案提供多種產生射頻信號的方式。其中包含利用Keysight Signal Studio應用軟體產生的一系列標準波形作為範例。參考解決方案的軟體和M9381A PXIe VSG的程控介面還可以幫忙匯入客戶自訂的波形。

Signal StudioKeysight Signal Studio軟體是一套很有彈性的測試用套裝軟體，是信號產生和量測上的好用工具，可幫助您縮短信號模擬所需花費的時間。

Signal Studio的基本功能可讓您使用波形播放模式來建立和自訂測試元件與發射器所需的波形檔。

搭配 N7614B功率放大器測試軟體使用時，Signal Studio經過效能最佳化的測試程序（經由是德科技的嚴謹驗證）可增強對元件的特性分析和驗證功能。

新一代行動通訊技術（譬如 LTE和 802.11ac）需要更高的資料傳輸速率（高達 Gb/s），並且使用更寬的頻寬、多輸入多輸出（MIMO）時空編碼以及更高階的正交分頻多工（OFDM）調變格式。這些需求對無線元件的線性度、頻寬和功耗有全新的要求，而行動終端裝置或基地台對電池也產生前所未有的要求。

波峰因數抑制、波封追蹤、和數位預失真這三種主要的 PA測試法已被廣泛採用，而目前進行中的一些研究則是希望能達到上述目標。Keysight N7614B Signal Studio for power amplifier test軟體可完整支援這些測試方法。

自訂波形您也可以將自訂波形和波封匯入此套參考解決方案。

Signal Studio的 ET和 DPD測試程序可使用非預失真信號、預失真 DPD信號、或是使用者自訂的波封波形來執行波封計算

WaveformCrest factorreduction

Digitalpredistortion

Envelopetracking

Envelopesignalgenerator

ETPS

VCC

VREF

RF signalgenerator PA

Signalanalyzer

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軟體 — 信號分析

適用於模組化儀器的X系列量測應用軟體適用於模組化儀器的 X系列量測應用軟體可將 PXI向量信號分析儀轉換為標準導向的射頻發射器測試儀。快速的射頻相符性量測可幫助您評估和生產您的元件與設備。

S參數量測PXI VNA可以將是德科技在量測和計量方面的專業濃縮到模組化 PXI的外觀尺寸中，它能提供與是德科技桌上型 VNA同等品質的量測結果。其圖形操作介面與是德科技最受歡迎的 PNA系列網路分析儀有類似的外觀和使用感受，可引導測試工程師輕鬆進行操作。

適用於模組化儀器的 X系列量測應用軟體

利用 PXI VNA進行 S參數量測

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軟體 — 測試自動化此套參考解決方案包含了C#測試程式碼範例，這些範例可最佳化測試速度而不會降低效能和重測穩定度。為了加快測試開發同時方便整合到您的測試環境中，它還提供測試自動化軟體的程式原始碼。

儀器控制介面

功率放大器量測程式庫功率放大器量測程式庫包含可透過MIPI RFFE介面連結測試儀器（包括 PXI VSA、VSG、VNA和 AWG、功率感測器、SMU以及 PA控制）的主要功能。它提供硬體控制功能以便最佳化測試時間和同步功能。

功率放大器量測程式庫的主要功能是使用 PXI儀器和 VNA量測應用軟體的 IVI驅動程式，以及 X系列量測應用軟體的 SCPI介面，以設定和執行所需的量測，完成功率放大器（PA）和前端模組（FEM）的測試。此程式庫包含了 PA測試功能，可以有效利用 PXI VSA的高速嵌入式量測功能。舉例來說，伺服迴路和 ACPR皆可使用相同的嵌入式 FFT量測以縮短測試時間。

其中的測試功能包括：負載波形、功率伺服迴路、Pout、諧波和 ACPR量測、調變分析以及 S參數。

數位預失真和波封追蹤N7614B Signal Studio for PA Test應用軟體提供使用程式 API的範例作為信號產生和分析程式庫，同時使用 IVI驅動程式來控制 PXI VSG、VSA和 AWG。這些範例包括：

– 利用N7614B產生並載入IQ與波封波形到PXI VSG和AWG上。 – 利用VSA擷取PA輸出端的IQ資料，然後利用此IQ資料搭配N7614B執行數位預失真模型萃取。

– 使用PA輸出端擷取到的IQ資料以N7614B執行AM/AM和AM/PM分析，並利用加到PA輸入端的預失真波形來執行ACPR、效率和調變分析量測。

測試程式範例此套參考解決方案包含了適用於各種標準的測試程式範例，這些標準有 WCDMA、LTE（5、10和 20 MHz）、GSM、1xEV-DO、WLAN。這些範例充分運用了 PA量測程式庫還有 X系列量測應用軟體。

量測功能組成

S-parameter

Power servo

Pout

ACPR

Harmonics

MeasureS-Param Measure

EVM

MeasureSEM

PXI VNA PXI VSA VNA Meas Apps X Apps Test example

量測包括 EVM、ACPR、SEM、功率、諧波、和S參數，圖中還會顯示資料記錄和測試時間。其中也包含WLAN應用所適用的動態 EVM量測。

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示範與評估用GUI為了協助您迅速而輕鬆地評估此套參考解決方案，我們提供一個示範程式整合了本型錄中介紹的所有功能。您可以配置 GUI來測試自己的元件而不必編寫任何軟體。

設計驗證測試介面設計驗證測試（DVT）介面可讓您使用各種自訂測試條件，以三層巢狀迴圈執行上述的任一種量測。可以設定迴圈來涵蓋射頻頻率、射頻功率位準和直流電壓，用任何一種順序皆可。DVT介面蒐集到的量測資料可針對每個測試點加以顯示，也可以取任何一種量測集合以總結方式顯示。

示範與評估用 GUI

設計驗證介面

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建議的參考解決方案配置1

型號 說明

M9381A PXIe向量信號產生器

M9381A-F06 1 MHz – 6 GHz 頻率範圍

M9381A-B10 100 MHz 調變頻寬

M9381A-M01 32 MSa 記憶體

M9381A-UNZ 快速切換

M9393A PXIe向量信號分析儀

M9393A-F08 9 kHz – 8.4 GHz

M9393A-B10 100 MHz 分析頻寬

M9393A-M01 128 MSa 記憶體

M9393A-UNZ 快速調諧

M9300A PXIe頻率參考模組

N6700 模組化電源系統與 SMU

N6700B 薄型模組化電源系統主機（400 W、4插槽）

N6782A 2象限電源量測設備（功能測試用）

U2004A USB功率感測器

PXI任意波形產生器

SD AOU-H3353 向 Signadyne 訂購http://www.signadyne.com/en/products/hardware/high-speed/analog-out--awgs--signal-generators/sd-aou-h3353--analog-out--awg--signal-generator

PXIe機箱與控制器

M9018A PXIe 18槽機箱

M9037A PXIe嵌入式控制器

應用軟體（還有更多選項可供選擇）

M9080B-1TP 適用於模組化儀器的 LTE-FDD X系列量測應用軟體（可轉移永久授權）

N7624B Signal Studio for LTE/LTE-Advanced FDD

N7624B-9FP 連結 M9381A/M9252A，固定永久授權

N7624B-HFP 基礎 LTE FDD Rel 9，固定永久授權

N7614B Signal Studio for Power Amplifier Test

N7614B-9FP 連結 M9381A，固定永久授權

N7614B-EFP 波封追蹤

N7614B-FFP 數位預失真

1. 更完整的配置選項請參閱 RF PA/FEM特性分析與測試的參考解決方案配置指南（文件編號 5992-0072EN）

本文件中的產品規格及說明如有修改，恕不另行通知。© Keysight Technologies, 2015 - 2017Published in USA, December 1, 20175992-0071ZHAwww.keysight.com.tw

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