基于LabVIEW的數(shù)字通信系統(tǒng)EVM和ACPR全自動化掃描

隨著無線數(shù)字通信的迅猛發(fā)展，對于集成電路設(shè)計和測試提出了更多的挑戰(zhàn)。在產(chǎn)品設(shè)計階段，為了保證系統(tǒng)中射頻和基帶芯片的協(xié)同工作能力和兼容性，需要對系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的性能測試。然而，日益復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制技術(shù)常常給面對緊湊的項(xiàng)目期限的設(shè)計團(tuán)隊(duì)帶來更多的壓力。所以，設(shè)計人員不僅要在短時間內(nèi)完成系統(tǒng)的測試，還要盡快從測試結(jié)果中推斷出造成問題的可能原因。本文提出一種全自動化的掃描測試方案，可以對數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路兩個關(guān)鍵參數(shù)EVM(ErrorVector Magni rude)和ACPR(Adjacent Channel PowerRatio)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地測量，以便在第一時間找到設(shè)計中問題所在。

1 數(shù)字通信發(fā)射鏈路測試

對于數(shù)字通信系統(tǒng)測試來說，絕大多數(shù)參數(shù)指標(biāo)是在頻域完成的，這就需要通過控制頻譜分析儀和矢量信號分析儀進(jìn)行測量。其中測量數(shù)字調(diào)制的質(zhì)量對于保證數(shù)字通信系統(tǒng)正常工作和信息準(zhǔn)確傳遞有著重要的意義。數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制指標(biāo)主要有EVM，相位誤差，IQ不平衡度等。

EVM是指某一瞬時理想?yún)⒖夹盘柡捅粶y量信號矢量差值的模值。采用安捷倫矢量信號分析儀89600可以提供快速、高分辨率的頻譜測量、解調(diào)和時域分析，來獲得EVM的測量結(jié)果。

ACPR測量的是某一通信頻段主信號能量有多少泄漏到相鄰頻段。它也是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要指標(biāo)，過大的功率泄漏會引起相鄰頻段之間的相互干擾。通常，我們最關(guān)注的是主要頻段的信號功率和鄰近頻段功率的比值，通過控制頻譜分析儀測量獲得。

數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路掃描測試是指針對某個參數(shù)，如增益、頻點(diǎn)等的變化評估其對EVM和ACPR的影響。本文以發(fā)射鏈路增益自動功率控制掃描為例進(jìn)行闡述。APC(Automatic Power Control)自動功率控制掃描是對發(fā)射鏈路中功率放大器驅(qū)動和上變頻混頻器的增益進(jìn)行掃描，這些控制位在集成電路中通過特定的寄存器位來進(jìn)行設(shè)置，LabVIEW通過SPI和I2C總線以特定的時序訪問芯片上這些寄存器，實(shí)現(xiàn)讀寫控制功能，來改變發(fā)射鏈路增益，掃描測試框圖如圖1所示。

LabVIEW通過GPIB總線對頻譜分析儀進(jìn)行控制測量ACPR；使用ActiveX控件控制安捷倫89600矢量信號分析儀測量EVM參數(shù)。這個實(shí)時控制系統(tǒng)可以利用TCP／IP、GPIB協(xié)議功能來完成PC計算機(jī)和儀器間的雙向命令傳送。LabVIEW自動掃描程序前面板如圖2所示。

根據(jù)掃描測試操作順序面板分為兩個部分：左邊是從Excel表格讀人使發(fā)射鏈路功率線形衰減的控制寄存器值；右邊是對儀器參數(shù)進(jìn)行的自定義設(shè)置以保證更高的測量精度。所以，整個LabVIEW程序操作可以分為4部分：從Excel表格中讀取發(fā)射鏈路不同增益衰減情況下的寄存器值；將這些值通過SPI總線寫入芯片相應(yīng)的寄存器中改變發(fā)射鏈路增益(功率)；接著，自動調(diào)整儀器設(shè)置并從中讀取測量參數(shù)EVM和ACP；將測量數(shù)據(jù)結(jié)果實(shí)時寫入指定的Excel文件并存儲以便后處理進(jìn)行分析。

Excel Read.vi實(shí)現(xiàn)從打開的Excel文件指定工作表的指定行、列中讀取寄存器預(yù)設(shè)值，并存入到LabVIEW的一個二維數(shù)據(jù)表中緩沖。這樣的好處是可以及時更正APC的預(yù)設(shè)值，使測試靈活。本設(shè)計中這個動作通過圖2中的“從Excel讀取APC數(shù)據(jù)”按鈕進(jìn)行觸發(fā)，使用一個LabVIEW的事件處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。