Tăng tốc kiểm tra đặc tính của các thành phần 5G mmWave
Beamforming là một công nghệ quan trọng trong hệ thống truyền thông 5G cho phép giao tiếp đáng tin cậy và hiệu quả trong băng tần 5G Dải tần số 2 (FR2) mmWave . Đây là một kỹ thuật tập trung tín hiệu không dây về phía một thiết bị thu cụ thể, thay vì để tín hiệu lan truyền theo mọi hướng. Kết quả kết nối trực tiếp nhanh hơn và đáng tin cậy hơn so với khi không có Beamforming.
Hình 1 cho thấy mạch tích hợp beamformer (IC) đóng vai trò trung tâm
IC beamformer là một thiết bị mô-đun đa cổng tích hợp các khối Tx / Rx đa hướng vào giao diện người dùng RF kết nối với một số ăng-ten. Các khối này bao gồm bộ chuyển pha, bộ suy giảm bước, bộ khuếch đại công suất (PA) và bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA). Các IC trong tương lai cũng sẽ kết hợp bộ biến tần.
Để đảm bảo giao tiếp 5G mmWave đáng tin cậy và hiệu quả, hiệu suất của các phần tử quan trọng tạo thành một phần của IC beamformer phải trải qua quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt. Các thử nghiệm này xảy ra trong điều kiện tuyến tính và phi tuyến trên toàn bộ quy trình làm việc — từ thiết kế đến xác nhận đến sản xuất. Điều quan trọng là sử dụng các giải pháp kiểm tra cung cấp các phép đo có độ chính xác cao ở mmWave với các công cụ mô phỏng cho phép bạn thực hiện các mô phỏng cấp thành phần và cấp hệ thống để thiết kế và xác minh một cách nhanh chóng.
Thách thức đo lường Beamformer IC trong truyền thông 5G
Là một thiết bị phức tạp, IC beamformer yêu cầu thử nghiệm trên toàn bộ quy trình làm việc. Bảng 1 cho thấy các quy trình kiểm tra IC beamformer qua ba giai đoạn của quy trình làm việc – thiết kế sớm, xác minh và sản xuất.
Thực hiện thành công các phép đo này đòi hỏi phải giải quyết một số thách thức, bao gồm:
Đánh giá tính phi tuyến dưới tín hiệu điều chế băng rộng
Băng thông kênh 5G NR có thể rộng tới 400 MHz đối với FR2 và băng thông kênh tổng hợp có thể rộng tới 1.2 GHz. Sử dụng các nguồn tín hiệu thông thường và máy phân tích, thực hiện tạo tín hiệu điều chế và phân tích vectơ biên độ lỗi (EVM) và ACPR trên băng thông rộng như vậy là không thể.
Các phép đo chính xác và có thể lặp lại
Để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất của 5G NR, các thiết bị đo lường cần cung cấp các phép đo có độ chính xác cao ở tần số mmWave. Cụ thể, EVM của thiết bị cần phải cực thấp để giải quyết các yêu cầu quan trọng đối với các thử nghiệm thành phần 5G. Ngoài ra, suy hao và không phối hợp trở kháng của cáp và đầu nối ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác và độ lặp lại của các phép đo mmWave băng rộng.
Khả năng hiệu chuẩn vectơ là cần thiết để loại bỏ hoàn toàn các yếu tố lỗi này để dịch chuyển chính xác các mặt phẳng tham chiếu của thiết bị sang mặt phẳng DUT.
Đo lường và mô phỏng nhanh chóng
Sử dụng máy phân tích tín hiệu thông thường và phần mềm ứng dụng để xác minh EVM rất tốn thời gian. Cải thiện tốc độ đo lường và mô phỏng là rất quan trọng để đẩy nhanh chu kỳ thiết kế.
Ứng dụng biến dạng điều chế của Keysight sử dụng nhiều phần cứng và phần mềm kết hợp với beamformer IC. Giờ đây, các nhà sản xuất mô-đun giao diện người dùng RF (FEM) có thể đo chính xác, nhanh chóng và tiết kiệm chi phí với các tín hiệu điều chế băng rộng bằng cách sử dụng giải pháp này.
Máy phân tích mạng Keysight PNA-X — Nhiều phép đo trên một thiết bị duy nhất
Máy phân tích mạng vi sóng PNA-X Keysight N5244/5/7B cung cấp một bộ chức năng đo lường không thể thiếu để kiểm tra beamformer IC 5G. Hiệu suất hàng đầu trong ngành và khả năng sửa lỗi hiện đại cho phép đo thông số S có độ chính xác cao. Ngoài ra, PNA-X cung cấp phép đo cho các ứng dụng để kiểm tra các đặc tính phi tuyến của bộ khuếch đại và hệ số tạp. Bạn có thể nhanh chóng và dễ dàng thực hiện các phép đo sau với một kết nối duy nhất:
- Dải tần số 900 Hz / 10 MHz đến 43.5 / 50 / 67 GHz
- Đo thông số S dễ dàng và nhanh chóng
- Phép đo điểm nén hệ số khuếch đại; Hình 2
- Các phép đo méo xuyên điều chế; Hình 3
- Đo hệ số tạp với hiệu chỉnh vectơ; Hình 4
- Phân tích phổ
- các thông số S cho các thiết bị tích cực; Hình 5
PXI VNA — Đo thông số S đa cổng cực nhanh của IC beamformer
Máy phân tích mạng vectơ PXI Keysight M980xA là một giải pháp lý tưởng để kiểm tra các thông số S đa cổng của beamformer IC trong giai đoạn sản xuất. Các mô-đun PXI VNA có thể dễ dàng cấu hình thành VNA đa cổng thực sự phù hợp với các cổng DUT của bạn. Giải pháp này loại bỏ bộ kiểm tra bên ngoài hoặc các chuyển mạch và cho phép đo nhanh hơn và chính xác hơn ở tần số mmWave. Dải động tốt nhất trong phân khúc, độ ổn định của phép đo và các tính năng tốc độ quét cực nhanh của M980xA cải thiện độ tin cậy của thử nghiệm để giảm chi phí kiểm tra.
Máy phân tích mạng M980xA PXI chia sẻ một nền tảng phần mềm chung với các máy phân tích mạng PNA Series để đảm bảo quá trình chuyển đổi liền mạch từ xác minh thiết kế sang giai đoạn sản xuất để cung cấp cho bạn:
- Dải đo từ 100 kHz đến 26.5 / 32 / 44 / 53 GHz
- Đo đa cổng thực sự với hiệu chuẩn N-cổng
- Dải động rộng với 137 dB ở 26 đến 35 GHz, 134 dB ở 35 đến 40 GHz, giá trị điển hình
- Độ ổn định tuyệt vời với 0,01 dB / ° C và 0,2 độ / ° C ở 20 đến 30 GHz, giá trị điển hình
- Tốc độ đo nhanh
Máy phân tích tín hiệu Keysight VXG — Tạo tín hiệu băng rộng mmWave trong truyền thông 5G
Máy phân tích tín hiệu Keysight PNA-X và biến dạng điều chế cùng với bộ tạo tín hiệu vectơ vi sóng VXG của Keysight M9484C, mang lại hiệu suất cao và tạo tín hiệu mmWave băng rộng để thực hiện các phép đo bộ khuếch đại công suất. Máy phân tích tín hiệu Keysight VXG cung cấp băng thông điều chế 2,5 GHz và công suất đầu ra cao để bù tổn thất hệ thống ở các băng tần mmWave. Giải pháp này cung cấp EVM thấp để giải quyết các vấn đề quan trọng yêu cầu đối với thử nghiệm thành phần 5G NR.
M9484C cung cấp cho bạn những lợi ích sau:
- Dải tần từ 1 MHz đến 54 GHz
- Băng thông điều chế ở 2.5 GHz
- EVM đạt 0.35% – 5G NR, 100 MHz, +5 dBm, ở 28 GHz
- EVM đạt 0.4% đối với 5G NR, 100 MHz, +5 dBm, ở 39 GHz
- Công suất đầu ra tối đa +24 dBm
- 2 kênh đồng bộ
Phần mềm ứng dụng đo lường X-Series
Ứng dụng đo lường Keysight N9085EM0E 5G NR X-Series giúp máy phân tích tín hiệu X-Series thành máy kiểm tra bộ phát RF tiêu chuẩn. Ứng dụng đo lường X-Series đơn giản hóa các phép đo phức tạp như EVM với cài đặt và cho phép đo sự phù hợp RF bằng một thao tác.
Phần mềm VSA — Phân tích tín hiệu vectơ và giải điều chế toàn diện
Phần mềm Keysight 89600 VSA là một bộ giải pháp toàn diện để giải điều chế và phân tích tín hiệu vectơ. Những công cụ này cho phép bạn khám phá hầu hết mọi khía cạnh của tín hiệu và tối ưu hóa các thiết kế tiên tiến nhất của mình.
Với phần mềm 89600 VSA, bạn có thể đo hơn 75 tiêu chuẩn tín hiệu và loại điều chế cho truyền thông di động.
—————-
MITAS hiện cung cấp, tư vấn về toàn bộ sản phẩm và giải pháp kiểm tra IC Beamformer cho truyền thông 5G trong bài viết cùng nhiều ứng dụng khác.
Liên hệ MITAS để có sản phẩm và giải pháp nhanh chóng, chính xác, hiệu quả, tiết kiệm chi phí!
—————
