EVM與調變階數

由上表可以知道 調變越高階 其EVM的要求越嚴格

這是因為 調變越高階的信號 在傳送過程中 越容易被噪聲干擾

以下圖為例 假設你射飛鏢 請問哪張圖比較容易射中?

很明顯是右圖 對吧?

所以 才需要更嚴格的EVM規格 確保信息的調變精確度

影響EVM的要素

一般而言 會讓EVM變差的 有以下因素[1]:

其實還有一點 那就是反饋路徑 由下圖可知

目前諸多前端模塊 都有反饋路徑

倘若反饋路徑受到干擾 或是阻抗離50歐姆太遠

其AM-AM會受到影響 進而影響EVM性能

EVM的兩個維度

EVM VS Time

由[1]可知道 若振幅在某時間點大幅變化 則該時間點的EVM也會

比其他時間點來得高 由下圖可知[4] 以WIFI為例 因為是分時多任務

其波形為Burst Mode 故在Rising/Falling時 其振幅變化最大

這也是為何EVM在頭尾的時間點 會比中間段時間點來得高

呈現”U”字形

EVM VS Power

同EVM VS Time的圖一樣 也是”U”字形

因為EVM跟SNR成反比

因此我們朝

“為何SNR在小功率與大功率時 會特別低”

就可以理解清楚了

小功率時 因為訊號較微弱 容易受到噪聲影響

故SNR會偏低 則EVM偏高

大功率時 則是因為可能會因為飽和 而導致諸多非線性效應誕生

使其Noise Floor會嚴重上漲 故SNR下降 EVM偏高

EVM在小功率時 變差的影響因素

針對小功率時的EVM 我們舉兩項

前述會讓EVM變差的因素來說明

一項是Carrier Feedthrough或稱LO Leakage

另一項是Phase Noise

下圖是零中頻發射器的架構圖

其RF訊號 是由基頻訊號 與LO訊號 混波得來

假設

RF = LO – BB

那么我們得知 會有三項 我們不需要的噪聲

LO + BB

LO

DC Component

RF = LO – BB 我們稱為LSB (Lower SideBand)

是我們需要的訊號

但混波過程中 也會有LO + BB的產物

稱為USB (Upper Sideband) 是噪聲

以及LO信號 直接泄漏到混波器輸出端

該產物稱為Carrier 也是噪聲

另外 在IQ訊號 尚未升頻時 若挾帶直流訊號

該直流訊號 會跟著IQ訊號一并升頻 最終出現在頻譜上

該產物亦稱為Carrier 也是噪聲

而這三個產物 由于都離基頻跟RF訊號太近

幾乎無法靠硬件濾掉 只能靠軟件的算法

加以抑制 稱為Sideband suppression

以及Carrier Suppression

我們看下圖

當小功率時 其Carrier leakage 甚至會比訊號還大

其SNR肯定不好 連帶EVM就飆升

再來是Phase Noise影響

由上圖可知 Phase Noise會讓Noise Floor上漲

該影響在小功率時特別明顯 因為SNR會顯著下降

故EVM會飆升

EVM的迭加計算

由上述公式可知 最終量到的EVM 其實是由發射路徑上

每個組件的EVM 最終加總得到

因此結合前面所說 收發器的輸出RF訊號 因為訊號較微弱

故容易受到噪聲影響 例如Phase Noise或Carrier Feedthrough

使得EVM飆高

而此時再經過PA的貢獻后 最終量到的EVM 肯定不好

因此 EVM不好時 除了懷疑PA之外

更需要確認 是不是收發器輸出RF訊號的EVM 就已經不好了

確認的方法 可以直接外灌訊號給PA

倘若單獨量PA 量出來為-40dB

而板子上量到的 為-35dB

那表示收發器出來的EVM 為-36.65dB

故此時要改善的目標 其實是收發器 而非PA

當然 量測前 也要注意儀器本身的EVM

因為也會列入量測EVM值的計算

換言之 有可能單獨PA量出來的EVM很高

主因是儀器的EVM高 而非PA本身EVM高

一般來講 儀器本身的EVM 要低于待測物 5dB ~ 10dB

才不會影響到待測物 自身量出來的EVM[1]