大佬講解濾波器原理(八)，實(shí)時濾波器原理Get

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

Agilent MXG N5182A在經(jīng)過硬件升級后，射頻性能得到了極大的提高。針對數(shù)字信號處理部分，Agilent在MXG N5182A上引入了ARB加實(shí)時濾波器來實(shí)現(xiàn)基帶信號的生成，下面將對這一理念進(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)的矢量信號生成模式分為兩種：實(shí)時(RealTIme)信號生成和波形文件回放(ARB)。Agilent的兩款矢量信號發(fā)生器ESG E4438C和MXG N5182A是這兩種模式的代表。ESG E4438C具有RealTIme信號生成的強(qiáng)大功能，同時支持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足產(chǎn)線客戶的需求。

與此同時，Agilent對MXG傳統(tǒng)的ARB模式進(jìn)行了改進(jìn)，在不減少信號生成和數(shù)字信號處理流程的前提下，使最終輸出的射頻信號保持原有的高質(zhì)量，同時減小信號源硬件對播放內(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信號生成過程

圖1中以WCDMA上行RMC12.2k信號生成過程為例，描述了適量信號源生成標(biāo)準(zhǔn)WCDMA信號的全過程，包括原始數(shù)據(jù)經(jīng)過信道編碼、成幀，過采樣，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)時的信號成幀和數(shù)字信號處理的，所有的過程都是在信號源內(nèi)部由硬件實(shí)時完成的。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。由信號生成原理可知，此處的數(shù)字信號點(diǎn)數(shù)為78489600個點(diǎn)。

改進(jìn)后的MXG ARB模式，即圖中MXG2，在過采樣以前的部分，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語言或者M(jìn)atlab軟件)。從過采樣以后，由MXG硬件實(shí)時完成的。因此，內(nèi)存所在的位置為圖中B點(diǎn)位置。由信號生成原理可知，此處的數(shù)字信號點(diǎn)數(shù)為39244800個點(diǎn)。因此，大小為64MSample的播放內(nèi)存足以滿足信號存儲和播放的要求。

二、射頻性能比較

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

信號參數(shù)：WCDMA UpLink RMC 12.2k

Frequency：1GHz

Amplitude：-10dBm

信號源：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

下面列舉了幾個與基站接收機(jī)靈敏度測試相關(guān)的MXG矢量信號源性能指標(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信號生成及處理方式，即實(shí)時濾波器加波形的方式，可以充分滿足現(xiàn)代基站接收機(jī)靈敏度測試對于矢量信號源的性能要求。同時，這個具有創(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在滿足客戶與日俱增的測試需求方面，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將過采樣的環(huán)節(jié)，向后并入信號源硬件處理環(huán)節(jié)，并采用了與ESG E4438C Realtime 模式中利用的DSP實(shí)時生成波形相同的方式，在MXG中利用FPGA實(shí)現(xiàn)實(shí)時的濾波器對信號進(jìn)行兩倍采樣，從而既達(dá)到了數(shù)字信號處理所要求的信號性能，又降低了前級對存儲空間的要求，使得前級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!