基于LabVIEW的數字通信系統EVM和ACPR全自動(dòng)化掃描測試

　　隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)數字通信的迅猛發(fā)展，對于集成電路設計和測試提出了更多的挑戰。在產(chǎn)品設計階段，為了保證系統中射頻和基帶芯片的協(xié)同工作能力和兼容性，需要對系統進(jìn)行嚴格的性能測試。然而，日益復雜的數字調制技術(shù)常常給面對緊湊的項目期限的設計團隊帶來(lái)更多的壓力。所以，設計人員不僅要在短時(shí)間內完成系統的測試，還要盡快從測試結果中推斷出造成問(wèn)題的可能原因。本文提出一種全自動(dòng)化的掃描測試方案，可以對數字通信系統發(fā)射鏈路兩個(gè)關(guān)鍵參數EVM(ErrorVector Magni rude)和ACPR(Adjacent Channel PowerRatio)進(jìn)行快速、準確地測量，以便在第一時(shí)間找到設計中問(wèn)題所在。

　　1 數字通信發(fā)射鏈路測試

　　對于數字通信系統測試來(lái)說(shuō)，絕大多數參數指標是在頻域完成的，這就需要通過(guò)控制頻譜分析儀和矢量信號分析儀進(jìn)行測量。其中測量數字調制的質(zhì)量對于保證數字通信系統正常工作和信息準確傳遞有著(zhù)重要的意義。數字通信系統的調制指標主要有EVM，相位誤差，IQ不平衡度等。

　　EVM是指某一瞬時(shí)理想參考信號和被測量信號矢量差值的模值。采用安捷倫矢量信號分析儀89600可以提供快速、高分辨率的頻譜測量、解調和時(shí)域分析，來(lái)獲得EVM的測量結果。

　　ACPR測量的是某一通信頻段主信號能量有多少泄漏到相鄰頻段。它也是數字通信系統的重要指標，過(guò)大的功率泄漏會(huì )引起相鄰頻段之間的相互干擾。通常，我們最關(guān)注的是主要頻段的信號功率和鄰近頻段功率的比值，通過(guò)控制頻譜分析儀測量獲得。

　　數字通信系統發(fā)射鏈路掃描測試是指針對某個(gè)參數，如增益、頻點(diǎn)等的變化評估其對EVM和ACPR的影響。本文以發(fā)射鏈路增益自動(dòng)功率控制掃描為例進(jìn)行闡述。 APC(Automatic Power Control)自動(dòng)功率控制掃描是對發(fā)射鏈路中功率放大器驅動(dòng)和上變頻混頻器的增益進(jìn)行掃描，這些控制位在集成電路中通過(guò)特定的寄存器位來(lái)進(jìn)行設置，LabVIEW通過(guò)SPI和I2C總線(xiàn)以特定的時(shí)序訪(fǎng)問(wèn)芯片上這些寄存器，實(shí)現讀寫(xiě)控制功能，來(lái)改變發(fā)射鏈路增益，掃描測試框圖如圖1所示。

　　LabVIEW 通過(guò)GPIB總線(xiàn)對頻譜分析儀進(jìn)行控制測量ACPR；使用ActiveX控件控制安捷倫89600矢量信號分析儀測量EVM參數。這個(gè)實(shí)時(shí)控制系統可以利用TCP／IP、GPIB協(xié)議功能來(lái)完成PC計算機和儀器間的雙向命令傳送。LabVIEW自動(dòng)掃描程序前面板如圖2所示。

　　根據掃描測試操作順序面板分為兩個(gè)部分：左邊是從Excel表格讀人使發(fā)射鏈路功率線(xiàn)形衰減的控制寄存器值；右邊是對儀器參數進(jìn)行的自定義設置以保證更高的測量精度。所以，整個(gè)LabVIEW程序操作可以分為4部分：從Excel表格中讀取發(fā)射鏈路不同增益衰減情況下的寄存器值；將這些值通過(guò)SPI總線(xiàn)寫(xiě)入芯片相應的寄存器中改變發(fā)射鏈路增益(功率)；接著(zhù)，自動(dòng)調整儀器設置并從中讀取測量參數EVM和ACP；將測量數據結果實(shí)時(shí)寫(xiě)入指定的Excel文件并存儲以便后處理進(jìn)行分析。

　　Excel Read.vi實(shí)現從打開(kāi)的Excel文件指定工作表的指定行、列中讀取寄存器預設值，并存入到LabVIEW的一個(gè)二維數據表中緩沖。這樣的好處是可以及時(shí)更正APC的預設值，使測試靈活。本設計中這個(gè)動(dòng)作通過(guò)圖2中的“從Excel讀取APC數據”按鈕進(jìn)行觸發(fā)，使用一個(gè)LabVIEW的事件處理結構進(jìn)行處理。

　　SPI_ Write.vi和SPI_ Read.vi通過(guò)LabVIEW對PC計算機并行接口進(jìn)行編程，通過(guò)SPI三線(xiàn)控制完成和芯片之間的通訊。其中，并行接口控制是通過(guò)LabVIEW中的強大的I／O程序模塊為基本操作單元實(shí)現的。

　　2 發(fā)射鏈路EVM自動(dòng)化掃描

　　在通過(guò)更改寄存器值完成發(fā)射鏈路功率配置后，就需要控制矢量信號分析儀89600調整儀器設置，并讀取掃描得到的EVM數據。LabVIEW完成對89600初始化后，為保證EVM自動(dòng)測試精度需要對其做出如下配置，如圖3所示。

　　首先，要激活89600顯示頻譜圖的Trace B，如圖4所示。并命令其縱軸進(jìn)行自動(dòng)調整以保證功率譜在儀器顯示的合適位置上。

　　接著(zhù)，激活頻段功率測量模式(BandPower)，按照前面板設定的“頻帶寬”參數，對頻段功率的左、右邊界頻率進(jìn)行設定。這時(shí)，LabVIEW就可以通過(guò)Band-PowerResult屬性節點(diǎn)準確讀取載波的的功率。