Nujira高效功率放大器性能验证

功率放大器(PAs)确保源射频信号(如DVB、3G、LTE或4G信号)有足够的功率传输。由于PAs使用固定的电源电压，无论信号的幅度如何，它们都能获得最大的功率，这使得它们在调幅射频信号中效率非常低。

包络跟踪技术可以根据通过设备的射频信号动态调制放大器的电源电压，使PA的效率从30%提高到60%或更多。

Nujira的高精度跟踪(HAT™)技术是包络跟踪的第一个实际实施，目前正用于或评估蜂窝基础设施和终端、广播发射机、军事通信和其他应用。它主要有三个产品线:Coolteq。L代表手机，Coolteq.h代表蜂窝基站，Coolteq。u用于DVB发射器。我们在这些产品线的整个开发生命周期中使用了MathWorks工具，从研究、调制器设计到验证和自动化测试。

Nujira功率调制器技术

为了实现包络跟踪，调制器必须通过改变PA的电源电压与传输信号的相位来保持放大器在其最有效的点上工作。例如，基站在发送40兆赫(MHz)包络线的调制信号时，PA的电源电压必须以至少40兆赫的频率变化，并且必须与发送的信号精确对准。

在产品设计阶段，我们使用了Simulink金宝app^®，通信系统工具箱™和控制系统工具箱™对关键功率调制器电路进行建模，然后运行仿真来预测各种调制器设计的性能。该调制器模型包括开关功率级和线性校正放大器等关键电路。模拟从原始包络输入到处理后的包络输出的调制器的工作，使我们能够预测调制器的效率和跟踪精度。然后我们使用仿真结果来验证产品的性能。

开发和验证数字预失真算法

实时调制PA晶体管的门电压会使传输信号失真，这种效果可以用数字预失真来校正。我们的数字预失真算法应用于传输链，以产生线性化的输出，满足所有相关标准的相邻信道功率(ACP)要求。

我们利用MATLAB开发并测试了数字预失真算法的浮点版本^®和Signal Processing Toolbox™，然后使用fixed point Toolbox™将它们转换为固定点，准备在FPGA和DSP上实现。在硬件实现之前，我们开发了一套测试输入和预期输出来验证算法。后来，我们重用了相同的测试向量，以验证硬件产生的结果与定点MATLAB实现相同。

调制器的设计验证

在验证的第一阶段，我们使用了一个测试配置，包括测试基带、调制器和一个大的电阻负载。验证台由数字万用表(DMM)、电源和示波器组成(图2)。所有设备都使用MATLAB和仪器控制工具箱™进行控制，通常通过GPIB总线上的可编程仪器标准命令(SCPI)进行控制。测试团队使用安捷伦MXA信号分析仪捕获一系列2G、3G、LTE和TDMA测试信号，然后使用MATLAB对信号进行波峰因子降低，为测试环境中的使用做好准备。

在下一轮验证中，我们用实际PA替换了电阻负载，并在验证台上增加了频谱分析仪和两个USB功率计。通过这个配置，我们可以测试完整的射频设置。我们提供给潜在客户的开发工具包包含同样的射频设置。它包括Coolteq开发系统和一个带有图形界面的独立MATLAB应用程序，使客户能够控制测试的每个方面(图3)。

系统级验证

Nujira测试团队已经为整个基带、调制器和PA链建立了一个自动化测试设备(ATE)系统。测试设置包括多个电源、功率计和数字多用表，以及示波器和频谱分析仪(图4)。该设置使我们能够更换基带、调制器或PA，以快速评估新设计。我们使用MATLAB来驱动自动化测试和控制测试仪器。我们从示波器和基带接收器中捕获波形，然后运行MATLAB脚本来分析整个系统在不同工作点的性能，包括电压轨的范围，以及在-40到+60摄氏度之间的温度。

一个射频波形的典型测试运行需要大约50次测量。因为手动测试需要工程师为每个测试设置寄存器，所以手动完成一次运行可能需要几个小时。使用我们的ATE，工程师可以在几分钟内完成一次运行，并在45分钟内完成10个波形的完整回归测试。此外，来自ATE的结果比手工测试结果更加一致和可重复。迄今为止，基于MATLAB的ATE已经为Nujira节省了超过100万英镑的手动测试成本。

Coolteq.h生产线已经投产，我们正在测试第一台Coolteq。L型手机芯片。MathWorks工具帮助Nujira将这些产品从原始研究带到生产系统，并使我们能够开发一个完下载188bet金宝搏整的用于组件和系统级测试的ATE系统。