正交調製器的固有缺點在於本振泄漏和邊帶抑製（本振泄漏主要是由IQ信號的直流偏置,IQ差分信號的不平衡性以及本振和射頻的隔離指標差等因素造成的）。lixiangqingkuangxia，zhengjiaotiaozhiqizhishiwanchengjidaipinpudebanyihediejia，buhuizaochengxinhaodedaiwaipinpuzengshenghuoshichanshengdaineishizhen。zhengjiaotiaozhiqihuibukebimiandecunzaifeilixiangyinsu，shideshuchuxinhaochanshenggezhongshizhen
，yingxiangtongxinzhiliang，suoyizhengjiaotiaozhiqideshepinxingnengxuyaojinxingquanfangmiandeceshi。

 

測試IQ調製器的鏡像抑製一般采用單邊帶CW信號，輸入的I信號：sinω0t
，Q信號：cos⁡ω0t與正交本振混頻以後可得調製信號s(t)
，其中ω0一般為掃頻信號
，從DC附近開始到幾十或幾百兆：

 

  s(t)=sinω0t∙cosωct-cosω0t∙ sinωc t

     =sin⁡(ωc-ω0 )t

 

如果IQ調製器完全理想，隻會在(ωc-ω0)處產生一個單邊帶信號（單邊帶CW信號），但是由於調製器的不理想性，也會在(ωc+ω0)處產生一個鏡像信號。與此同時在本振頻率ωc位置也會有一個信號，稱為本振泄漏。本振和鏡像信號的抑製度是IQ調製器的重要指標。圖2是一個典型的IQ調製器的單邊帶CW輸出結果，載波為10G
，IQ信號為30MHz，測試得到鏡像信號的抑製度為42dB。此時采用任意波形發生器產生兩路30MHz的sin和cos信號，分別提供給IQ調製器作為基帶輸入
，也可以使用帶有雙源選件的矢網的兩個通道輸出相位差恒定為90度的CW連續波
，用矢網的另一個好處就是,可以實現掃頻模式下的本振和鏡像抑製度的測試。

 

圖2. 頻譜儀測試矢量信號源的IQ調製鏡像抑製度

 

2. 測試任務

 

本文采用的正交調製器待測件是來自ANALOG DEVICES的ADL5371
，它的工作頻率範圍：500 MHz～1.5 GHz。下圖3所示，該器件I+，I-，Q+
，Q-端口分別為IQ雙路差分基帶輸入，LO為單端本振輸入（LOIN接匹配負載）。基帶輸入需要500mV的偏置電壓。射頻輸出VOUT為單端50Ω。

 

圖3. 正交調製器ADL5371 pin（左）和ADL5371的評估板

 

測試時
，ADL5371的評估板需要輸入0dBm、900MHz的單端本振。IQ雙路差分基帶輸入的正弦波的峰峰值為1.4V，頻率為1MHz
，並且帶有500mV的偏置電壓。

 

測試項目包括：輸出功率
；輸出1dB壓縮點；載波饋通；邊帶抑製
；正交相位誤差；IQ幅度不平衡性；二次、三次諧波抑製；TOI；基帶到射頻幅頻響應。

 

3. 測試平台

 

測試平台的核心是矢量信號源和信號與頻譜分析儀，如下圖所示。還包括直流電源和萬用表（電壓測量）。ADL5371安裝在評估板Q MOD上。矢量信號源通常配備了差分IQ輸出

，可以將基帶IQ以差分信號的形式從後麵板的四個BNC接頭輸出。

 

 

圖4. 正交調製器測試平台

 

4. 測試結果

 

4.1 信號源基本設置

 

4.2~4.4的測試項目中信號源設置如下圖所示
，基帶產生1MHz的正弦波
，基帶IQ輸出采用差分模式
，輸出電壓峰值為0.7V，IQ端口偏置電壓500mV。

 

 

圖5. 信號源SMU200A基本設置

 

4.2 輸出功率

 

從圖6的標注M1看出，輸出功率7.86dBm

 

 

圖6. 輸出功率測試結果

 

4.3 本振泄漏和邊帶抑製、二次諧波和三次諧波

 

從圖7中D3,D2看出
，邊帶抑製-51.5dBc，本振泄漏-57dBc

從圖7中D4,D1看出，二次諧波抑製度為-72dB，三次諧波抑製度為-53dB。

 

 

圖7. 輸出功率測試結果本振泄漏和邊帶抑製、二次諧波和三次諧波測量結果

 

4.4 1dB壓縮點

 

按1dB的步進增大差分IQ輸出的電壓，在頻譜儀上看到輸出功率的增加值小於1dB時就測出了1dB壓縮點，從下圖8中看出，輸出壓縮點為13.8dBm，在信號源上讀取對應的輸入IQ功率為1.567V。

 

 

圖8. 1dB壓縮點測量結果

 

4.5 IQ幅度不平衡性和正交相位誤差

 

信號源產生1M符號速率的QPSK
，IQ輸出的設置與前麵的測試項目相同。使用頻譜儀的矢量信號分析（VSA）解調，下圖9測試結果顯示正交相位誤差為0.08度
，IQ幅度不平衡性為0.04dB。

 

 

圖9. IQ不理想特性測量結果

 

4.6 TOI

 

信號源標配的Multi-Carrier功能產生3.5MHz和4.5MHz的雙音IQ信號
，IQ輸出的設置與前麵的測試項目相同，調整IQ輸入電壓直到雙音信號輸出功率到1.6dBm。利用頻譜儀自帶的TOI功能測得TOI為27.7dBm。

 

 

圖10. TOI測量結果

 

4.7 基帶到射頻幅頻響應

 

進行幅頻響應測試需要用計算機程控信號源步進改變基帶頻偏
，頻譜儀的測量跡線采用最大保持功能。從圖11看出，從900MHz到940MHz，該正交調製器評估板的幅頻響應最大值7.8dBm，最小值7.1dBm。需要特別注意的是，上述的幅頻響應測量結果是對ADL5371評估板的測量結果，如果要得到ADL5371芯片的1dB和0.1dB帶寬，還需對評估板電路的電路特性進行校準並修正。

 

 

 

圖11. 幅頻響應測量結果，采用SMU200A測量（上）與AFQ100B測量（下）