发射机的EVM仿真(旧文重发)

动动手指，关注公众号并加星标哦

(1)

以下是仿真验证目标。

需要先理解师姐给的这幅图中每一项指标的意思。因为要对系统链路建模，除了知道大概框架之外，还需要知道每个器件的具体性能。

(2)

首先第一项，标题为Phase Noise Int。

这里，又可以复习一下相噪的概念。

一个理想的信号，可以用下式进行表示：

但是，在现实世界中，信号是这样的：

其中，A(t)代表幅度噪声，通常可忽略；θ(t)表示相位噪声。

L ( f )的单位是rad^2/Hz，对其取10*log()，即得到我们常见的dBc/Hz。

相噪可以用指定偏移频率处的相噪来表示，也可以用指定带宽内的积分RMS噪声表示，比如下面的相噪曲线图所示。

假设fmin,fmax分别是积分带宽的下限和上限。

那么：

相噪曲线图中的数值如下图：

RMS noise:  3.23258 mrad,185.213 mdeg

Intg Noise:-52.8193 dBc/19.69 MHz

用excel列出上面的公式，来复算一下上面的数值，完全符合。

再回到验证目标图中的第一项，即：

对应的rad值为：

积分带宽是1K~10MHz，通过小软件，来拟合出一种相噪的可能。

(3)

LO leakage：

LOL=-33dBc

即本振泄露到输出端的大小，这个指标，在现在用的仿真模板中，用一个信号源来模拟。

(4)

IQ Gain and Phase Imbalance

IR = -45.5dBc

因为IQ信号增益和相位的不平衡，会导致边带抑制变差，但是IR这个值是结果，需要拟合出IQ 增益和相位的不平衡的程度，才能在ADS里面进行建模。

如下图所示的直接变频发射机，理想情况下，即IQ完全匹配(增益失配和相位失配都为0)时，当输入I和Q信号分别为V0cos(win*t)和V0sin(win*t)时，可以得到输出信号的表达式为：

但是，当存在增益失配和相位失配时，输出会变为：

其中，上图中第一个红框中，表示幅度失配；第二个红框，表示相位失配。

所以，IR即是不想要的边带wc-win上的功率与有用边带wc+win的功率的比值，即：

用excel来模拟一下上述公式，来拟合出IR=-45.5dBc时，对应的幅度和相位失配。因为用的仿真模板，加入幅度失配比较容易，所以按下图进行设置，仿真出来的IR结果，与理论计算吻合。

(5)

IMD3=-38 dBc，可以估算出整机的三阶互调截点。

假设输出功率是15dBm，那么输出三阶互调截点约为34dBm，这个是在输入信号比较小的时候，出来的结果。如果信号使得放大器进入了一点点非线性的话，会有少许的差别。

所以，对放大器的TOI调整了一下，变为34.6dBm，使得仿真出来的结果，在输出功率为15dBm时，IMD3=-38dBc。

(6)

Band Noise：-50dBc@1KHz~20MHz。

设置链路的噪声系数，使得带内噪声为-50dBc。通过HB仿真，来确认设置的正确性。

(7)

现在开始仿真了哈。

首先，调制是16QAM，把symbolrate设置为14.44MHz。

仿真出来的结果，和理论计算的差一点，这边是0.022,理论计算是0.027。（也有一部分带外噪声计入带内了，因为ENV计算的是时域，所以带内的EVM，可能比0.022还要小一点）。

（8）

如果用射频层面的调制信号仿真的话，流程是这么一个流程。

参考文献：

[1]  TI应用文档：Impact of PLL Jitter to GSPS ADC's SNR and

Performance Optimization

[2] David M. Pozar,Microwave Engineering

[3] 相噪与抖动转换的小工具：Abracon | Phase Noise Calculator

[4]razavi, 射频微电子

想了解接收机的底层理论知识，可以选择这门课；

想了解ADS的系统仿真，可以选择这门课；

想了解SystemVue的系统仿真，可以选择这门课。

每个分指标的计算后面，都跟着一个仿真验证。所有指标都分配完了以后，还会有一个整体链路的仿真。

整体链路仿真，还分单音时候的验证+调制信号的验证；ADS仿完，再用SystemVue走一遍。

这些仿真步骤，该采用什么模板，各个参数该怎么设置，该用什么等价标准来判断，都是我花了很长时间探索，才联通起来的。

我觉得大概率是全网独一份，因为这些都是我结合软件自带的help文件和模板，再结合项目，一点一点探索出来的，有很多自己的想法在里面。

想报名的同学，可以海报底部扫码哈！

左右滑动查看更多

Slide for more photos