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TechnicalFeature 技术特写

射频集成电路设计流程中

的误差矢量幅度预测

Predicting EVM in the RFIC Design Flow

Haim Spiegel，是德科技，美国加州圣罗莎；
Solon J. Spiegel，RIO SYSTEMS，以色列Giv’at Shmuel

高 数据速率无线通信系统需要高频谱效率、 通过在设计阶段不考虑EVM分析，而是优化电
路，使之在大范围的输入功率电平和多个电路
高功率效率和低信号失真。问题在于，
低信号失真是通过饱和区域大量的信号回退获 条件下达到最低EVM，可以在EVM方面实现次
得的。随着信号回退量增加，非线性失真会下 优的集成电路性能。
降，但其代价是损失功率效率。误差矢量幅度
（EVM）是用于评测发射信号质量的常见品质
1
因数，因为它与整体信噪干扰比（SNIR） 有 偏置电压=0.54V
偏置电压=0.56V
关。在射频集成电路设计流程中量化EVM变得 偏置电压=0.57V
2
越来越重要，尤其是在高阶调制传输系统中 。 偏置电压=0.58V
偏置电压=0.59V
这是因为在射频集成电路设计和优化阶段进行 4
全面的EVM分析，对打造在宽大输出功率范围 2
内具有最佳EVM性能的系统至关重要。 –2
0
预测EVM的问题 AM-AM (dB) –4
传统的射频集成电路设计流程使用连续波 –6
（CW）激励来评测信号完整性、非线性项（如 –8
–10
三阶互调产物和子系统的非线性压缩点）。不 –12
过在使用连续波激励时，测试人员虽然可以迅 –40 –30 –20 –10 0
速洞察系统性能，但却无法深入了解非线性失 (a) 输入功率(dBm)
真对调制精度的影响。另一种替代方案是在射
偏置电压=0.54V
频集成电路设计流程中使用调制信号。然而， 偏置电压=0.56V
由于具有强非线性特性的晶体管级设计需要进 偏置电压=0.57V
偏置电压=0.58V
行高阶调制，仿真时间会很长，所以这种方法 偏置电压=0.59V
并没有得到广泛使用。仿真环境的复杂性也带 8
来了挑战。EVM评测通常只在设计完成后进 6
行，而不是在射频集成电路设计流程中进行。 4
AM-PM (°) 2

功放 0
输入/输出 –2
AM-AM T/R –4
核心IC AM-PM 开关 天线 –40 –30 –20 –10 0
输入功率(dBm)
(b)
低噪放
图2：仿真的核心集成电路AM-AM（a）和
图1：相控阵中的T/R前端的简化框图。 AM-PM（b）失真。

26 Microwave Journal China 微波杂志 Sep/Oct 2017