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峰值功率计在Wi-Fi 6 &7 设备功率测试中的应用

2024-08-27 11:04:02  点击:

什么是Wi-Fi 6 & 7

Wi-Fi 7 是 新一代的Wi-Fi 标准。相对于上一代的Wi-Fi 6 /6E,带来了更快的数据传输速率。下面的表格总结了他们之间的主要区别:

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发射设备功率测试:CCDF

对于数字调制信号,信号在时域的表现形式一般为类噪声信号,工程师往往用信号的峰值/均值功率比(峰均比 PAPR),也就是峰值因子(Crest Factor,以下简称CF),来评估信号的调制结果,及例如滤波器和放大器等关键器件的性能指标。CF可以在时域或者频域测量中得到。由于信号的峰值功率分布为随机性,所用测量设备的采样速率大小,会对测试结果有很大的影响。采样率越高,对应的时域分辨率越高,峰值功率的采样也就越准确。

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在研发中,工程师还常常关心不同幅度随时间的分布函数,称为CCDF(互补累计分布函数)。CCDF用来评估OFDM调制的多载波系统的峰值功率特性。下图是Wi-Fi 6信号的CCDF测量结果,横轴代表的是超过均值功率的dB值,纵坐标代表的是功率值出现的概率。

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CCDF和CF的测试,常用到频谱分析仪或者示波器。但对于像Wi-Fi这样频率高、带宽宽的信号,上述方法的测试成本太高。并且受限于频谱分析仪的中频采样率,以及实际应用中对多通道的并行测试要求(输入/输出功率监测,或者多天线设备的功率测量),因此采用高性价比的宽带峰值功率计,成为了研发和产线应用的首选。

时域脉冲参数测试

Wi-Fi信号的数据包采用时域slot发射模式,也就是脉冲调制波形。通过测量Wi-Fi的时域脉冲波形参数,可以验证数据包的传输时间,功率变化,波形失真等。对于Wi-Fi信号的时域脉冲参数测试,可以使用宽带峰值功率计测量

常见的脉冲参数包括时间参数和功率参数,如下图所示的单脉冲包络的参数定义,这些参数特别对于研发阶段,对优化Wi-Fi发射单元器件特性,编码方式等都有重要的指导意义。安立公司在峰值功率计测量中,加入了脉冲参数自动测量功能,主要的脉冲参数测量结果以列表方式给出。


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由于发射机的发射功率会随着工作温度升高而降低。在评估Wi-Fi发射机多数据包发送的功率一致性,也采用时域脉冲功率测量,测量多个周期的相对发射功率变化。

安立的功率测量软件提供可视化的脉冲测量结果显示,并可自动测量多个脉冲周期的发射功率变化。如下图测试结果,功率测量软件自动检测到14个脉冲信号,并自动测量出这些脉冲信号功率和时间参数,从而分析发射机的发射功率一致性。


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安立MA244xxA宽带峰值功率计


安立MA24406A/24408A系列宽带峰值功率计,具备宽带195MHz/165MHz VBW,以及高达10GS/s 的有效采样率(重复随机采样),达到了100ps的时间分辨率,使得峰值功率捕获效率更高,测试精度更高。特别适合Wi-Fi 6 ,以及Wi-Fi 7信号的功率测试。

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峰值功率计的VBW带宽决定了功率测量的响应速度,即检波器的上升时间。对于幅度快速变化信号,VBW越大,功率测量精度越高。同样对于数字调制信号的峰均比以及CCDF测量,大VBW带宽能够保证测量结果的准确性。

MA244xxA采用USB接口和PC连接,在一台电脑上实现多通道的并行功率测试。从而实现研发,以及产线的多通道测试需求。MA244xxA配套功率分析软件,功能丰富,操作灵活。不仅具备脉冲的时域波形以及CCDF测量,同时支持脉冲识别和脉冲参数自动测量。


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MA244xxA 内部采样率为100MSa/s,而通过随机重复采样技术,采样率可以达到10GSa/s,对应的时间分辨率可达100ps,以及最快上升时间可达3ns (MA24406A)。

支持最多8通道扩展和同时测量,得益于100ps的超高时间分辨率,MA244xxA能够在通道间自动补时间延时,使得每个通道的时间测量参考点位置相同。


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