技术文章 | 使用「铷(Rubidium)」信号源进行接收机阻塞测试
什么是阻塞信号测试？
当今的通信接收机在恶劣的射频环境中工作是很常见的， 它们可能不得不应对不需要的大信号，这些信号的频谱密度集中在窄频段，如CW信号。这些干扰信号可以在接收机工作的频段内部或外部。
当接收机输入端接收到小的有用信号和大的干扰信号时，干扰信号会降低前端子系统的灵敏度，前端子系统通常由LNA和混频器或ADC组成。这是因为大干扰信号将LNA推入增益曲线的压缩区域，从而降低了小得多的有用信号的增益。这导致接收机链路其余部分的噪声系数恶化，从而导致整体灵敏度下降。
通常期望即使在存在具有高度集中频谱能量的大干扰信号的情况下，接收机也能保持成功接收和解调信号的能力。阻塞测试旨在测量接收机在存在大干扰信号的情况下成功接收、解调和解码所需信号的能力。
一些通信标准在其一致性测试规范中规定了接收机的阻塞测试。5G NR基站一致性测试规范TS 38.141-1、适用于蓝牙和Wi-Fi的在2.4 GHz ISM频段运行的设备的一致性规范EN 300 328，仅是指定接收机阻塞测试的两个示例。
通用接收机阻塞测试设置
使用「铷（Rubidium）」信号源的通用阻塞测试设置如下图所示。将来自「铷（Rubidium）」的阻塞CW信号与I/Q调制信号组合，并输入到接收机，接收机是被测设备(DUT)。通常，调制信号被保持在一个特定的电平，例如比接收机(DUT)的最小灵敏度高3 dB到6 dB。最小灵敏度被定义为接收机输出具有被视为准无误差(QEF)的特定误码率(BER)或误块率(BLER)的信号电平。
充当阻塞信号发生器的「铷（Rubidium）」被设置为相对于调制信号的已知频率偏移。「铷（Rubidium）」的输出电平最初被设置为低电平，在该低电平下，接收机输出误差率不受影响。然后输出电平逐渐增加，直到接收机输出不再是准无误差的。这个电平是接收机可以输出QEF比特率的最大阻塞电平。然后，将「铷（Rubidium）」的输出频率移动特定的步长，使其更接近调制信号，并在新的阻塞频率下重复整个测量。以这种方式，「铷（Rubidium）」的输出被扫频，并且在DUT所需信号的任一侧建立阻塞频率相对电平的图，以评估其对阻塞信号的鲁棒性。
信号发生器要求
输出功率：测试中所需信号和阻塞信号之间的偏差越大，阻塞信号所需的输出功率就越高。因此，很明显，接收机阻塞测试中使用的信号发生器应该能够产生足够高的输出功率，以便即使在远离所需信号的偏移处也能够进行阻塞测量。对于20 GHz型号，「铷（Rubidium）」标准输出功率为+19 dBm，43.5 GHz型号为+15 dBm。这一输出功率足以满足几乎所有针对接收机的LTE/5G、Wi-Fi、WiGig一致性测试规范所规定的阻塞测试。
谐波和杂散：不用说，信号发生器的谐波和杂散性能对阻塞测试也很重要。如果用作阻塞信号的CW信号具有显著的二次谐波，并且处于所需的信号带宽内，则会给阻塞测量带来显著误差。对于杂散也是如此。通常想要的信号比阻塞信号低50 dB到60 dB。因此，即使杂散规格为-75 dBc，也会导致显著误差。「铷（Rubidium）」具有业界最佳的杂散和谐波性能，非常适合阻塞测量。
相位噪声：用于产生阻塞信号的信号发生器相位噪声在阻塞测试中经常被忽略，但它也很重要。当阻塞频率接近时，信 号发生器在20 MHz以上偏移下的远端相位噪声会在所需信号带宽内产生噪声信号。当在信号带宽上积分时，相位噪声会对所需信号的总载噪比产生不利影响，导致阻塞测量不准确。由于增益压缩导致接收机噪声系数恶化， 这种影响更加严重。「铷（Rubidium）」在远端偏移时的相位噪声非常低，使用户能够更好地评估接收机的阻塞性能。
5G NR一致性测试
符合TS 38.141-1规范的5G NR传导基站接收机测试涉及一系列测试，如参考灵敏度、带内和带外阻塞、互调、动态范围等。带外阻塞测试用于测量在工作频带外存在干扰信号(即CW信号)的情况下，接收机在天线连接器的指定信道上接收所需信号的能力。「铷（Rubidium）」具有高输出功率和出色的谐波、杂散和相位噪声性能，非常适合TS38.141-1中规定的带外阻塞测量。
测量带外阻塞所需的测试设置与本应用指南中描述的通用接收机阻塞测试设置非常相似。然而，测试过程更简单，要求CW阻塞信号电平固定在-15 dBm。有用信号的功率也固定为接收机的参考灵敏度规格(REFSENS) + 6 dB 。REFSENS功率取决于信道带宽和基站类型。CW阻塞的频率以1 MHz为步长，在1 MHz至12.75 GHz范围内变化，不包括±20 MHz的有用信号区域。对于整个CW阻塞扫描，接收机的吞吐量必须达到95%或以上。更多细节请参考TS 38.141-1规范。
Wi-Fi 接收机一致性测试
EN 300 328一致性规范针对工作在2.4 GHz ISM频段的设备，适用于蓝牙和Wi-Fi设备。该规范适用于FHSS和非FHSS设备，包括接收机阻塞的一致性测试要求。蓝牙和Wi-Fi设备不属于FHSS范畴。阻塞测试设置与本应用指南中描述的通用接收机阻塞测试设置类似。阻塞测试是通过将CW阻塞信号设置在ISM频段的某组固定频率上，并将电平设置为-34 dBm来进行的。对于给定的信号带宽，所需信号电平也是固定的。将CW阻塞器设置在指定频率之一时，测量输出误包率(PER)或误帧率(FER)，如果小于10%，则测试成功。然后将阻塞器移至其他指定频率，并重复测试。
总之，在许多通信标准中，接收机阻塞测试是一致性测试规范的重要部分。所有阻塞测试都需要一个连续波模拟信号源来产生阻塞信号。「铷（Rubidium）」具有高输出功率、低谐波/杂散和突破性的相位噪声性能，是接收机阻塞测试的理想选择。如需查看产品细节及技术指标，请扫码关注下方安立服务号后点击菜单-产品分类-信号发生器。
文章来源于安立技术
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