應用LabVIEW與AWR軟件為無(wú)線(xiàn)應用設計復雜電路

很多富有經(jīng)驗的工程師毫無(wú)懷疑的記著(zhù)當僅有的調制技術(shù)是模擬調制而功放的性能可以用加性高斯白噪聲(AWGN)來(lái)驗證時(shí)設計一個(gè)基站或移動(dòng)電話(huà)的放大器是如何的簡(jiǎn)單?，F在，第二代及以后的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )需要用到數字調制技術(shù)，使用服務(wù)中所提供的信號來(lái)激勵功放或其他電路就成為了必須。因此需要將基帶信號處理和射頻/微波電路設計工具與實(shí)際的產(chǎn)生調制信號和評估其對設計影響的測試儀器緊密的整合在一起。

此應用筆記描述了將AWR的射頻/微波設計軟件(Microwave Office和VisualSystem Simulator (VSS))無(wú)縫的與National Instruments的圖形化編程軟件環(huán)境LabVIEW，和廣范的調制儀器連接在一起來(lái)較好的滿(mǎn)足當今復雜的無(wú)線(xiàn)通信的需求。第三代和第四代無(wú)線(xiàn)通信系統中應用的高階調制方法與高級信號處理技術(shù)需要在一個(gè)很較寬的頻帶內滿(mǎn)足極高的線(xiàn)性，效率和信號完整性。設計者面臨的挑戰不僅僅在基帶，還會(huì )延伸到到整個(gè)射頻與微波的發(fā)射與接收通道。一般來(lái)講，處理以上任務(wù)所需要的軟件是不同的。但當今無(wú)線(xiàn)應用和調制技術(shù)卻需要在整個(gè)信號鏈路上進(jìn)行緊的設計、驗證、測試和調試。

設計工具整合：從基帶到微波

當今，基帶信號處理，高頻設計，和系統驗證軟件可以與基于硬件的或虛擬測試系統連接在一起來(lái)產(chǎn)生標準的或者隨機的波形來(lái)測量設計的性能。此應用筆記中所描述的軟件工具能在設計流程中單獨的或與其他工具合作來(lái)為設計者提供顯著(zhù)的好處，并具具有在設計流程的前期發(fā)現問(wèn)題的能力，可以簡(jiǎn)單、快速、低成本的來(lái)解決問(wèn)題。

設計者將LabVIEW做為編程語(yǔ)言來(lái)自動(dòng)控制儀器已經(jīng)有很長(cháng)時(shí)間了。AWR和NI已經(jīng)開(kāi)始將軟件之間的界限變的模糊。AWR的設計環(huán)境提供了一個(gè)與Labview的接口，添加了很多LabVIEW圖形化編程環(huán)境下所提供的廣泛的信號處理與軟件定義，虛擬儀器來(lái)將射頻儀器測試技術(shù)添加到他們的產(chǎn)品中。

如：一個(gè)VSS模塊可以通過(guò)Virtual Instrument (VI)服務(wù)接口直接調用LabVIEW，這將會(huì )使得在A(yíng)WR設計環(huán)境中實(shí)現分析的簡(jiǎn)單化并可以提高設計者的生產(chǎn)效率。LabVIEW中仿真的測試結果可也可以做更進(jìn)一步的專(zhuān)門(mén)分析。仿真與真實(shí)的測試結果可以在LabVIEW中實(shí)現，VSS也可以產(chǎn)生由測試得出一個(gè)仿真結果使得在設計流程中甚至在設計原型生產(chǎn)的前期允許LabVIEW容易的實(shí)現測試與驗證。

設計流程中的半實(shí)物仿真

以射頻功率放大器為例，LabVIEW可以產(chǎn)生，分析基帶LTE信號并可在A(yíng)WR設計環(huán)境中進(jìn)行測量。應用一個(gè)單獨的VSS模塊，信號可以傳遞到應用Microwave Office軟件在電路級所設計與分析的放大器的仿真模型中。VSS可以管理由LabVIEW得來(lái)的信號并為應用Microwave Office軟件的基于電路級仿真的功放創(chuàng )建一個(gè)系統模型。功放的仿真結果又被送回到LabVIEW中進(jìn)行解調并對基帶信號進(jìn)行分析。應用MicrowaveOffice軟件進(jìn)行仿真，LabVIEW進(jìn)行信號處理，VSS進(jìn)行系統級仿真?？梢詰肗ational Instruments的PXI在設計和仿真階段進(jìn)行相關(guān)的測量。

由實(shí)際儀器所產(chǎn)生的測試結果可以由VI接口模塊輕而易舉的導入到VSS中。由LabVIEW產(chǎn)生的LTE波形被引用到Microwave Office軟件中來(lái)仿真功率放大器模型。VSS軟件可以與National Instruments射頻矢量信號產(chǎn)生器和矢量信號分析儀及待測的功率放大器進(jìn)行連接，它可以將測量的結果導入到Microwave Office軟件中來(lái)比較仿真和分析的結果查找兩者的不同之處。

綜述

不久之前，將基帶信號處理，射頻，系統級軟件工具和虛擬或者基于硬件的儀器接在一起是極端困難的。由當今無(wú)線(xiàn)標準所施加的對性能的要求需要將軟件工具如：LabVIEW，Microwave Office，VSS and AXIEM與虛擬儀器結合在一起，不但使之成為可能也使其實(shí)現了簡(jiǎn)單化和精確化。當它們應用在一起時(shí)，它們提供了無(wú)與倫比的武器來(lái)迎接挑戰，諸如：在一個(gè)寬的頻帶內實(shí)現信號的線(xiàn)性，也可以滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)標準如LTE和WIMAX的要求。在今天的五年左右，隨著(zhù)LTE-Advance和未來(lái)頻譜利用效率更高的技術(shù)的出現，這些挑戰還會(huì )變得越來(lái)越復雜。當它們真正出現時(shí)，此筆記中所描述流程將會(huì )滿(mǎn)足此挑戰。

此應用筆記中所用的由Microwave Office設計的Infineon功率放大器

上面所展示的為Infineon功率放大器的VSS模塊框圖

顯示PA的星座圖與功率譜的仿真和測試結果吻合的非常好