應(yīng)用LabVIEW與AWR軟件為無線應(yīng)用設(shè)計(jì)復(fù)雜電路

很多富有經(jīng)驗(yàn)的工程師毫無懷疑的記著當(dāng)僅有的調(diào)制技術(shù)是模擬調(diào)制而功放的性能可以用加性高斯白噪聲(AWGN)來驗(yàn)證時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)基站或移動(dòng)電話的放大器是如何的簡(jiǎn)單?，F(xiàn)在，第二代及以后的無線網(wǎng)絡(luò)需要用到數(shù)字調(diào)制技術(shù)，使用服務(wù)中所提供的信號(hào)來激勵(lì)功放或其他電路就成為了必須。因此需要將基帶信號(hào)處理和射頻/微波電路設(shè)計(jì)工具與實(shí)際的產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)和評(píng)估其對(duì)設(shè)計(jì)影響的測(cè)試儀器緊密的整合在一起。

此應(yīng)用筆記描述了將AWR的射頻/微波設(shè)計(jì)軟件(Microwave Office和VisualSystem Simulator (VSS))無縫的與National Instruments的圖形化編程軟件環(huán)境LabVIEW，和廣范的調(diào)制儀器連接在一起來較好的滿足當(dāng)今復(fù)雜的無線通信的需求。第三代和第四代無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用的高階調(diào)制方法與高級(jí)信號(hào)處理技術(shù)需要在一個(gè)很較寬的頻帶內(nèi)滿足極高的線性，效率和信號(hào)完整性。設(shè)計(jì)者面臨的挑戰(zhàn)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。一般來講，處理以上任務(wù)所需要的軟件是不同的。但當(dāng)今無線應(yīng)用和調(diào)制技術(shù)卻需要在整個(gè)信號(hào)鏈路上進(jìn)行緊湊的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)試和調(diào)試。

設(shè)計(jì)工具整合：從基帶到微波

當(dāng)今，基帶信號(hào)處理，高頻設(shè)計(jì)，和系統(tǒng)驗(yàn)證軟件可以與基于硬件的或虛擬測(cè)試系統(tǒng)連接在一起來產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的或者隨機(jī)的波形來測(cè)量設(shè)計(jì)的性能。此應(yīng)用筆記中所描述的軟件工具能在設(shè)計(jì)流程中單獨(dú)的或與其他工具合作來為設(shè)計(jì)者提供顯著的好處，并具具有在設(shè)計(jì)流程的前期發(fā)現(xiàn)問題的能力，可以簡(jiǎn)單、快速、低成本的來解決問題。

設(shè)計(jì)者將LabVIEW做為編程語言來自動(dòng)控制儀器已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間了。AWR和NI已經(jīng)開始將軟件之間的界限變的模糊。AWR的設(shè)計(jì)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(hào)處理與軟件定義，虛擬儀器來將射頻儀器測(cè)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Virtual Instrument (VI)服務(wù)接口直接調(diào)用LabVIEW，這將會(huì)使得在AWR設(shè)計(jì)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)分析的簡(jiǎn)單化并可以提高設(shè)計(jì)者的生產(chǎn)效率。LabVIEW中仿真的測(cè)試結(jié)果可也可以做更進(jìn)一步的專門分析。仿真與真實(shí)的測(cè)試結(jié)果可以在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)，VSS也可以產(chǎn)生由測(cè)試得出一個(gè)仿真結(jié)果使得在設(shè)計(jì)流程中甚至在設(shè)計(jì)原型生產(chǎn)的前期允許LabVIEW容易的實(shí)現(xiàn)測(cè)試與驗(yàn)證。

設(shè)計(jì)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(hào)并可在AWR設(shè)計(jì)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)用一個(gè)單獨(dú)的VSS模塊，信號(hào)可以傳遞到應(yīng)用Microwave Office軟件在電路級(jí)所設(shè)計(jì)與分析的放大器的仿真模型中。VSS可以管理由LabVIEW得來的信號(hào)并為應(yīng)用Microwave Office軟件的基于電路級(jí)仿真的功放創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)模型。功放的仿真結(jié)果又被送回到LabVIEW中進(jìn)行解調(diào)并對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行分析。應(yīng)用MicrowaveOffice軟件進(jìn)行仿真，LabVIEW進(jìn)行信號(hào)處理，VSS進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)仿真。可以應(yīng)用National Instruments的PXI在設(shè)計(jì)和仿真階段進(jìn)行相關(guān)的測(cè)量。

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

綜述

不久之前，將基帶信號(hào)處理，射頻，系統(tǒng)級(jí)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(dāng)今無線標(biāo)準(zhǔn)所施加的對(duì)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(jié)合在一起，不但使之成為可能也使其實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單化和精確化。當(dāng)它們應(yīng)用在一起時(shí)，它們提供了無與倫比的武器來迎接挑戰(zhàn)，諸如：在一個(gè)寬的頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的線性，也可以滿足無線標(biāo)準(zhǔn)如LTE和WIMAX的要求。在今天的五年左右，隨著LTE-Advance和未來頻譜利用效率更高的技術(shù)的出現(xiàn)，這些挑戰(zhàn)還會(huì)變得越來越復(fù)雜。當(dāng)它們真正出現(xiàn)時(shí)，此筆記中所描述流程將會(huì)滿足此挑戰(zhàn)。

此應(yīng)用筆記中所用的由Microwave Office設(shè)計(jì)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(cè)試結(jié)果吻合的非常好