Introducere
Modulaţia de fază în cuadratură, sau modulaţia IQ, este de departe schema de modulaţie dominantă în aplicaţii de comunicaţii de transmitere şi recepţie de date.
Acest tip de modulaţie este atât de popular datorită faptului că foloseşte foarte eficient lăţimea de bandă, care continuă să fie încă un obstacol important în lumea transmisiei de date. Deoarece design-erii care folosesc modularea IQ se înfruntă cu probleme de lăţime de bandă într-un spectru care este mereu afectat de interferenţe, testul de simulare prin intermediul semnalului este critic.
În particular, design-erii trebuie să genereze un semnal de referinţă de înaltă calitate şi să aibă posibilitatea de a adăuga cu uşurinţă caracteristici mai puţin ideale, din realitatea tehnică pentru a testa limitările prototipurilor la care lucrează. În acest articol, se va explica cum se pot folosi noile generatoare Agilent din seria 33500B cu opţiunea “IQ Signal Player” pentru generarea semnalelor IQ atât ideale cât şi reale.
Mai întâi, se vor trece în revistă performanţele generatoarelor de semnal Agilent din seria 33500B şi modul în care tehnologia unică “Trueform waveform generation” vă poate ajuta să obţineţi cele mai precise semnale. Apoi, se va arăta cât de uşor se pot încărca semnalele din software în generator pentru redare.
Tehnologia unică “Trueform waveform generation”
Noile serii de generatoare de semnal Agilent 33500B, care au fost lansate oficial în data de 21 August 2012, la o rată de eşantionare de 250MS/s, asigură semnale analogice cu o bandă de frecvență cu o caracteristică plată de până la 30MHz. Tehnologia unică “Trueform waveform generation” înglobată în noile generatoare de semnal Agilent 33500B furnizează o reprezentare reală a formei de undă, nu una aproximativă aşa cum furnizează generatoarele care sunt bazate pe tehnologia DDS (Direct Digital Synthesis), tehnologie care poate omite sau repeta puncte. Tehnologia TrueForm asigură un jitter foarte mic, de obicei mai mic de 5ps. În Figura 1 este reprezentată o măsurătoare de jitter pentru un impuls de 10MHz furnizat de Agilent 33522B şi măsurat cu un osciloscop de înaltă performanţă.
Încărcarea în 33522B și generarea semnalelor IQ
Generatoarele se livrează cu interfeţe USB, LAN şi GPIB pentru conectarea la calculator şi suportă mai multe tipuri de drivere, cum ar fi IVI pentru transferul formelor de undă IQ din program. Dacă se doreşte evitarea conectării aparatului la calculator, formele de undă se pot încărca şi prin intermediul portului USB host aflat pe panoul frontal. Se pot încărca forme de undă precum: formate CSV, DAT, ASC. Aceste tipuri de format de fişier sunt în general compatibile cu programe specifice domeniului telecomunicații/semnal, cum ar fi MATLAB.
Generatoarele de semnal din seria 33500B permit instalarea opţiunii IQ Signal Player, care este ideală pentru aplicaţii de generare de semnal IQ.
IQ Signal Player este o interfaţă foarte uşor de utilizat care permite configurarea şi controlul ambelor canale ca şi când ar fi unul singur sau o singură formă de undă. În Figura 2 este prezentată o captură de ecran a acestei opţiuni. Semnalul generat este de tip 64-QAM IQ, iar rata de eşantionare este de 1MHz.
Un exemplu de zgomot adăugat la semnalul din Figura 3, se poate vedea în Figura 4.
Generatorul furnizează un zgomot cu spectru de tip Gaussian (disponibil în meniul generatorului), cu un factor de creastă 4.3 şi cu o bandă de frecvenţă reglabilă până la 30MHz. Semnalul tip zgomot nu se va repeta timp de 50 de ani la o funcţionare continuă. Folosind modularea tip sumă, la semnalele I și Q, a fost adăugat un semnal tip zgomotul cu o lăţime de bandă de 30MHz și cu o amplitudine de 10%.
Punctele constelaţiei sunt vizibil mai mari şi mai difuze, iar valoarea EVM a ajuns aproape de 1%. Generatorul permite reglarea amplitudinii zgomotului cu o rezoluţie de 0.01%, permițând utilizatorului stabilirea cu precizie a erorii pe care doreşte să o simuleze.
Rezultatul a fost vizualizat cu ajutorul unui osciloscop de înaltă performanţă (Figura 3). În colţul din stânga sus se poate vedea constelația, iar în colţul din dreapta jos valoarea măsurată a EVM (Error Vector Magnitude) care este de doar 0.3%.
Celelalte două diagrame sunt graficele mărimii erorii (în miimi de procente) și eroarea de fază (în miligrade).
Simularea semnalelor reale și a influenţelor mediilor de propagare
Când trebuie determinate şi înţelese limitele unui echipament/unei componente, scopul nu este simularea unui semnal ideal, ci simularea unui semnal cu caracteristicile unui semnal real şi evaluarea răspunsului acestora la aceste condiţii de tip real; Generatoarele de semnal din seria 33500B au trei posibilități pentru simularea semnalelor de tip real:
1. Reglarea balansului: Permite stabilirea balansului câștigului în amplitudine pentru cele două canale şi ajustarea offsetului amplitudinii pe fiecare canal în parte.
2. Reglarea parametrului Skew: Permite decalarea semnalului I sau Q cu o rezoluție de picosecunde.
3. Modulare avansată: Caracteristici ale modulării, cum ar fi modularea tip sumă sau în fază permit adăugarea de zgomot, de jitter aleatoriu sau determinist la semnal.
Ing. Cristina Rusei
Arc Braşov SRL
Tel.: 0268 472577
Fax: 0268 419749
www.arc.ro