大佬講解濾波器原理(八)，實(shí)時(shí)濾波器原理Get

濾波器原理具備一定專(zhuān)業(yè)性和復(fù)雜性，在前面的文章中，小編曾為大家講解過(guò)腔體濾波器原理、LC濾波器原理、有源濾波器原理等。而在本文中，將為大家?guī)?lái)實(shí)時(shí)濾波器原理，并向大家講解實(shí)時(shí)濾波器在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

Agilent MXG N5182A在經(jīng)過(guò)硬件升級(jí)后，射頻性能得到了極大的提高。針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理部分，Agilent在MXG N5182A上引入了ARB加實(shí)時(shí)濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的生成，下面將對(duì)這一理念進(jìn)行詳細(xì)描述。

一、RealTIme模式、傳統(tǒng)ARB模式和增強(qiáng)的ARB模式

業(yè)界傳統(tǒng)的矢量信號(hào)生成模式分為兩種：實(shí)時(shí)(RealTIme)信號(hào)生成和波形文件回放(ARB)。Agilent的兩款矢量信號(hào)發(fā)生器ESG E4438C和MXG N5182A是這兩種模式的代表。ESG E4438C具有RealTIme信號(hào)生成的強(qiáng)大功能，同時(shí)支持ARB模式;而MXG N5182A在推出之始，只支持ARB模式，目的是為了更好的滿(mǎn)足產(chǎn)線(xiàn)客戶(hù)的需求。

與此同時(shí)，Agilent對(duì)MXG傳統(tǒng)的ARB模式進(jìn)行了改進(jìn)，在不減少信號(hào)生成和數(shù)字信號(hào)處理流程的前提下，使最終輸出的射頻信號(hào)保持原有的高質(zhì)量，同時(shí)減小信號(hào)源硬件對(duì)播放內(nèi)存空間的要求，實(shí)屬技術(shù)創(chuàng)新。我們可以從下面這張圖來(lái)了解RealTIme模式、傳統(tǒng)ARB模式和增強(qiáng)的ARB模式的主要區(qū)別。

圖1、WCDMA上行RMC12.2k信號(hào)生成過(guò)程

圖1中以WCDMA上行RMC12.2k信號(hào)生成過(guò)程為例，描述了適量信號(hào)源生成標(biāo)準(zhǔn)WCDMA信號(hào)的全過(guò)程，包括原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道編碼、成幀，過(guò)采樣，DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換，上變頻，最終從射頻口發(fā)射。

從上圖中可以看出，ESG Realtime 模式是利用DSP進(jìn)行實(shí)時(shí)的信號(hào)成幀和數(shù)字信號(hào)處理的，所有的過(guò)程都是在信號(hào)源內(nèi)部由硬件實(shí)時(shí)完成的。因此，從圖中標(biāo)注的A點(diǎn)往后，都是硬件實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)的MXG ARB模式，即MXG1，在DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換以前的部分，即圖中標(biāo)注的C點(diǎn)，均由軟件實(shí)現(xiàn)(軟件可以是Agilent Signal Studio軟件，C語(yǔ)言或者M(jìn)atlab軟件)。從DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換以后，由MXG硬件完成的。因此，內(nèi)存所在的位置為圖中C點(diǎn)位置。由信號(hào)生成原理可知，此處的數(shù)字信號(hào)點(diǎn)數(shù)為78489600個(gè)點(diǎn)。

改進(jìn)后的MXG ARB模式，即圖中MXG2，在過(guò)采樣以前的部分，即圖中標(biāo)注的B點(diǎn)，均由軟件實(shí)現(xiàn)(軟件可以是Agilent Signal Studio軟件，C語(yǔ)言或者M(jìn)atlab軟件)。從過(guò)采樣以后，由MXG硬件實(shí)時(shí)完成的。因此，內(nèi)存所在的位置為圖中B點(diǎn)位置。由信號(hào)生成原理可知，此處的數(shù)字信號(hào)點(diǎn)數(shù)為39244800個(gè)點(diǎn)。因此，大小為64MSample的播放內(nèi)存足以滿(mǎn)足信號(hào)存儲(chǔ)和播放的要求。

二、射頻性能比較

這里我們將針對(duì)上面提到的Realtime 模式和改進(jìn)的ARB模式所產(chǎn)生的WCDMA信號(hào)的射頻性能進(jìn)行對(duì)比，從而看出改進(jìn)的ARB模式具有非常優(yōu)秀的射頻性能。

信號(hào)參數(shù)：WCDMA UpLink RMC 12.2k

Frequency：1GHz

Amplitude：-10dBm

信號(hào)源：ESG E4438C，MXG N5182A

頻譜儀：PXA N9030A

ESG (Real time)MXG with Realtime filter

ACPR (dBc) @5MHz offset (Noise Correction off)-65.20-68.82

EVM0.670.44

1.721.01

下面列舉了幾個(gè)與基站接收機(jī)靈敏度測(cè)試相關(guān)的MXG矢量信號(hào)源性能指標(biāo)的結(jié)果圖。

圖2、MXG N5182A發(fā)射WCDMA UpLink RMC12.2k性能——ACLR

圖3、MXG N5182A發(fā)射WCDMA UpLink RMC12.2k性能——EVM

圖4、MXG N5182A發(fā)射WCDMA UpLink RMC12.2k性能——Code Domain

三、結(jié)論

通過(guò)上面的原理描述和結(jié)果展示，充分體現(xiàn)了MXG改進(jìn)后的ARB信號(hào)生成及處理方式，即實(shí)時(shí)濾波器加波形的方式，可以充分滿(mǎn)足現(xiàn)代基站接收機(jī)靈敏度測(cè)試對(duì)于矢量信號(hào)源的性能要求。同時(shí)，這個(gè)具有創(chuàng)新性能的理念，很好的將Realtime模式和ARB模式進(jìn)行了融合，既保持了ARB模式信號(hào)源原有的經(jīng)濟(jì)和靈活的特點(diǎn)，又?jǐn)U展了ARB模式的波形播放空間，使得MXG N5182A在滿(mǎn)足客戶(hù)與日俱增的測(cè)試需求方面，具有了足夠的拓展空間。

從圖中可以發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)前后MXG ARB模式的主要區(qū)別在于，改進(jìn)后的MXG將過(guò)采樣的環(huán)節(jié)，向后并入信號(hào)源硬件處理環(huán)節(jié)，并采用了與ESG E4438C Realtime 模式中利用的DSP實(shí)時(shí)生成波形相同的方式，在MXG中利用FPGA實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行兩倍采樣，從而既達(dá)到了數(shù)字信號(hào)處理所要求的信號(hào)性能，又降低了前級(jí)對(duì)存儲(chǔ)空間的要求，使得前級(jí)64MSample的播放內(nèi)存提高了一倍的利用效率。

以上便是小編此次帶來(lái)的“濾波器原理”的相關(guān)內(nèi)容，希望大家在閱讀完本文后有所收獲。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!