WLAN信号EVM测试分析

3.优化仪表的EVM测试性能

在大多数WLAN应用中，WLAN基带处理器对信号进行调制，在片内或片外的D/A转换之后，提供I（同相）与Q（正交）的模拟输出信号，由随后的RF部分进行上变频。WLAN基带处理器的操作通常不是造成发射信号恶化的原因，信号恶化主要是由于经PCB设备和RF电路的模拟信号处理造成的。元器件变化、PCB印刷线路布局缺陷、晶体振荡器与频率合成器的不稳定性、功率放大器的失真以及寄生信号的存在都会导致发射信号质量下降。

EVM将表征发射RF信号的许多参数简化为单一参数。在生产线测试中，EVM可以简化发射机的质量保证，并提高测试吞吐量。而在设计过程中，EVM则是一个很有价值的总体信号质量指标，特别是在与其它参数的测量结果组合使用时，可以用来排查I/Q失衡（幅度、相位、群延迟）、相位噪声、寄生信号与瞬态效应、信号压缩等因素带来的信号质量恶化。

仪表测试的EVM指标不仅包括发射信号本身的EVM，也包括仪表引入的寄生EVM.为了减小测量仪表的系统误差，用作分析和发射WLAN信号的仪表需要有优秀的I/Q幅度精度和相位平衡、直流偏置、相位噪声和模数量化噪声性能。WLAN芯片厂家通常建议客户选择的EVM测试仪表有大于10dB的测试余量，比如802.11ac草案中MCS9（256QAM，5/6编码率）的EVM指标是-32dB，那么仪表的寄生EVM建议小于-42dB.EVM指标测试过中需要注意的设置包括：

a.参考电平设置。仪表参考电平设置决定了前端衰减器和功放的参数，也决定了进入混频器等电路的信号电平。底噪和非线性失真对EVM结果的影响决定了参考电平设置的最小和最大值。信号电平太低时，噪声限制了信噪比和降低了EVM.信号电平太高时，信号失真带来载波间干扰降低了EVM.更改输入信号电平和带宽等参数时，都应该重新设置参考电平。

b.仪表本振相位噪声对EVM分析结果有明显的影响。仪表常用的恒温晶体振荡器（OCXO）室温下通常需要10分钟左右稳定时间。建议仪表预热或工作一段时间以后再进行EVM测试。

c.杂散信号影响。杂散信号会干扰频带内的信号，以及影响测量的动态范围。当输入信号电平比较低时，外界环境干扰对EVM测试结果的影响会比较大。通常建议被测设备在电波暗室或屏蔽箱内进行测试。

EVM的测试结果与测量中相位捕获、信道估计、符号时钟捕获、频率同步、幅度捕获等设置相关。这些设置在研发阶段能帮助工程师发现和分析许多影响信号质量的问题。但同时也常常引起EVM测试结果不一致的困惑。在下一节将结合IQxel的EVM分析功能来介绍不同设置对EVM结果的影响。

4. IQxel在EVM测量中的灵活设置

莱特波特公司提供的IQxel仪表是目前主流的的WLAN测试仪，被芯片厂家、设计公司、生产制造企业和检测认证机构广泛采用。凭借出色的性能、灵活的配置和创新的设计，IQxel占据802.11ac信号测试仪表90%以上的市场份额。IQxel仪表中对于EVM指标测试既有符合IEEE规范的默认设置，也有满足研发用户的多种设置，帮助用户分析和发现引起信号质量恶化的原因。

针对IEEE802.11标准中不同的调制方式，IQxel在分析WLAN信号EVM时，有直接序列扩频（DSSS）和正交频分复用（OFDM）两种标准选择。WiFi 802.11a/g/n/ac标准对应的OFDM调制信号EVM分析包括如下设置选项：


表1. IQxel分析OFDM信号EVM指标时各种设置