实现802.11ac功率放大器测试解析

　最初的无线区域网路（WLAN）标准主要用于为有线宽频连线提供低资料传输率的无线连线，以便浏览网页与电子邮件。随着时间的演进，采用新的802.11无线协定为新应用提供了更高资料传输率。表1显示802.11 WLAN标准的进展。
　　仍在草案形式的最新802.11ac WLAN标准将在单一射频（RF）通道提供高达867Mbps的资料传输率，并在使用多重输入多重输出（MIMO）通道时达到6.93Gbps。藉着采用 更即时的频宽（提升至160MHz）、更多的MIMO通道（最多至8个），以及高密度调变的星座图（达到256QAM），可将802.11n标准扩展成更 高的 802.11ac 资料传输率。本文探讨对802.11ac 这些新的必要条件施加于功率放大器的设计验证、特性及测试的需求。
　　
　　表1：802.11 WLAN协定进展
　　功率放大器测试
　　功率放大器（power amplifier，PA）是WLAN发射器电路中的关键元件，因为PA效能会影响无线覆盖、资料传输率容量及电池寿命。任何发射器PA的目标都是尽可能 使用很少的DC功率以产生足够的线性RF输出功率。当输出功率增加到放大器的增益压缩区时，PA效能由于PA非线性失真而可主导WLAN系统级的发射器效 能。行动装置与无线接取点通常传输介于100mW （+20dBm）与1W（+30dBm）之间的RF输出功率，且PA必须能产生具有最少非线性失真的足够功率。
　　针对PA测试，一套完整的IEEE 802.11ac特定发射器相容性测试适用于进行包括频谱遮罩、频谱平坦性、峰值功率、中心频率误差、符号时脉频率误差、中心频率泄漏，以及误差向量大小（EVM）等测试。本文将进一步探讨EVM测试——这是一项全面性且广泛使用于PA测试的技术。EVM是用于量化数位通讯通道效能的测量值，并从其于I/Q星座图内理想位 置中所撷取到的编码资料符号提供偏差测量。均方根EVM是全面性的测量值，在RF讯号或装置中的任何缺陷都会使其降低。因此对WLAN发射器设计而 言，PA在其输出功率与通道频率的完整作业范围内需要可接受的EVM作用。
　　由于802.11ac包括具有2.5%（-32dB） EVM规格限制的256QAM群集，故PA线性度和对应的EVM作用必要条件比早期的802.11标准更严格，而PA对802.11n的EVM作用限制在 大约3%、PA对802.11ac的EVM作用限制则大约在1.5%。此外，新的256QAM讯号调变具有更高的峰值均值比率（PAR），也增加在 802.11ac传输器设计内的PA其所必要的线性输出功率。