JP7189684B2 - フロントエンド回路、テストボード、テストシステム、コンピュータおよびプログラム - Google Patents
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Description
本明細書に開示される一実施の形態は、被試験デバイスからのRF信号の試験に使用されるフロントエンド回路に関する。RF信号は、キャリア周波数fCを有するキャリア信号を広帯域ベースバンド信号で変調して生成される。その限りでないがRF信号はOFDM信号でありえる。フロントエンド回路は、可変のローカル周波数fLO1を有するローカル信号を生成する周波数可変オシレータと、ローカル信号とRF信号を周波数ミキシングし、周波数fC-fLO1を有する中間周波数信号を生成する第1周波数ミキサと、中間周波数信号を濾過するバンドパス型の第1フィルタを備える。フロントエンド回路は、第1フィルタを通過した中間周波数信号にもとづくベースバンド信号をデジタイザに供給可能に構成される。ローカル周波数fLO1は、第1フィルタのバンド幅BWと等しいか、またはそれより狭い周波数間隔Δfを有する複数の周波数f0,f1,f2,…から選択可能である。
・ローカル周波数fLO1の複数の周波数f0,f1,f2…ごとにデジタイザが生成する波形データDW0,DW1,DW2…を、周波数領域のスペクトルデータDF0,DF1,DF2…に変換する。
・スペクトルデータDF0,DF1,DF2…を周波数軸上でシフトし、合成する。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
図3は、図2のテストシステム100のフロントエンド回路200およびデジタイザ110の動作を説明する図である。縦軸は周波数を、横軸は時間を表す。RFデバイス102は、テストサイクルk(k=0,1…N-1)ごとに、RF信号を繰り返し発生する。各RF信号は、同じシリアル信号にもとづく同じ信号であることが望ましいが、その限りでなく、異なるシリアル信号を用いてもよい。この例において、キャリア周波数fC=60GHz、ベースバンド信号のバンド幅ΔfBBは2GHzとする。また第1フィルタ206の通過帯域のセンター周波数fBPは特に限定されないが、フィルタの入手のしやすさを考慮すると、2GHz帯あるいは5GHz帯のフィルタを採用するとよい。たとえば、fBP=2.14GHz、通過バンド幅BW=200MHzのフィルタを用いることができる。この場合、RF信号は、2GHz/200MHz=10個のサブバンドFCH0~FCH9に分割される。
Δf×i+const
で表される。constは、もとのベースバンド信号Sb(t)のスペクトルのセンター周波数が、0Hzとなるように決めてもよい。
第1実施例では、ローカル周波数fLO1の間隔Δfを、第1フィルタ206のバンド幅BWと等しいものとした。これに対して第2実施例では、ローカル周波数fLO1のスキャンの間隔Δfは、第1フィルタ206のバンド幅BWより狭い。すなわち、k番目のテストサイクルとk+1番目のテストサイクルにおいて、もとのベースバンド信号のスペクトルの一部が重複して取り込まれる。本明細書において、この重複する帯域(オーバーラップ帯域OBという)は、チャンネル間キャリブレーションに使用される。
COEFF[j]=CAL_DATA[j]/COMP_DATA[j] …(1)
∠DFs’=∠DFs+Δφ …(2)
とすることができる。
∠DFs[j]’=∠DFs[j]+Δφ[j] …(2’)
DFs’=G・exp{i×Δφ[j]}×DFs …(3)
図2のテストシステム100において、フィルタ206,216はもちろんのこと、第1周波数ミキサ204や第2周波数ミキサ214、あるいは伝送線路も周波数特性を有する。そこで、測定に先立ち、予めテストシステム100のサブバンドFCH0~FCHN-1ごとの伝達関数H0(f)~HN-1(f)を取得しておくとよい。伝達関数H0(f)~HN-1(f)は、ネットワークアナライザによって、フロントエンド回路200の入力端から出力端までのSパラメータ(S21)を測定して得ることができる。あるいはシミュレーションによって伝達関数を見積もってもよい。
図10は、第1変形例に係るテストシステム100Bのブロック図である。フロントエンド回路200Bは、90°移相器220を含み、ローカル信号LO1を90°シフトする。第1周波数ミキサ204Qは、RF信号と移相器220の出力をミキシングし、RF信号のQ成分を抽出する。第1フィルタ206#(#=I,Q)には、対応する第1周波数ミキサ204#の出力が入力される。周波数変換部210#は、対応する第1フィルタ206#の出力を受け、その出力S#^をデジタイザ110#に供給する。
周波数変換部210を省略し、ローカル信号LO1の周波数fLO1を高めることで、第1周波数ミキサ204により直接、DC付近の周波数領域のベースバンド信号Sb^を生成してもよい。
実施の形態では、ローカル信号LO1の周波数fLO1をテストサイクルごとに増大させたがその限りでなく、ローカル信号LO1の周波数をテストサイクルごとに減少させてもよいし、ランダムな順序で変化させてもよい。
実施の形態では、複数のサブバンドを周波数領域で合成し、ベースバンド信号Sb(t)のスペクトルを測定する例を説明したがその限りでない。たとえばテストシステム100によれば、RF信号に含まれるシンボルの復調や、EVMの測定も可能である。
また、離散フーリエ変換で得られた信号情報(すなわち振幅、位相)と、それらの期待値にもとづいてEVMを計算できる。
102 RFデバイス
110 デジタイザ
112 アンプ
114 A/Dコンバータ
120 デジタルモジュール
130 プロセッサ
140 テストボード
150 任意波形発生器
160 ミリ波BOSTユニット
170 測定器
200 フロントエンド回路
202 周波数可変オシレータ
204 第1周波数ミキサ
206 第1フィルタ
210 周波数変換部
212 オシレータ
214 第2周波数ミキサ
216 第2フィルタ
Claims (9)
- 被試験デバイスからのRF信号の試験に使用されるフロントエンド回路であって、
前記RF信号は、キャリア周波数fCを有するキャリア信号を広帯域ベースバンド信号により変調して生成されるものであり、
前記フロントエンド回路は、
可変のローカル周波数fLO1を有するローカル信号を生成する周波数可変オシレータと、
前記ローカル信号と前記RF信号を周波数ミキシングし、周波数fC-fLO1を有する中間周波数信号を生成する第1周波数ミキサと、
前記中間周波数信号を濾過するバンドパス型の第1フィルタと、
を備え、
前記中間周波数信号にもとづくベースバンド信号を、デジタイザに供給可能に構成され、
前記ローカル周波数fLO1は、前記第1フィルタのバンド幅BWと等しいか、またはそれより狭い周波数間隔Δfを有する複数の周波数f0,f1,…から選択可能であり、
前記周波数間隔Δfは、前記第1フィルタのバンド幅BWより狭く、
前記広帯域ベースバンド信号は複数のサブキャリアを含み、
前記ローカル周波数f LO1 がf k (k=0,1,2,…)のときの前記第1フィルタの出力と、f LO1 がf k+1 のときの前記第1フィルタの出力には、前記複数のサブキャリアのうち少なくともひとつが共通して含まれることを特徴とするフロントエンド回路。 - 前記第1フィルタを通過した前記中間周波数信号をダウンコンバージョンする第2周波数ミキサと、
前記第2周波数ミキサの出力を濾過する第2フィルタと、
をさらに備え、
前記ベースバンド信号は前記第2フィルタの出力に応じていることを特徴とする請求項1に記載のフロントエンド回路。 - 請求項1または2に記載のフロントエンド回路と、
前記フロントエンド回路の出力を、デジタルの波形データに変換するデジタイザと、
前記波形データを処理するコンピュータと、
を備えことを特徴とするテストシステム。 - 前記コンピュータは、
前記ローカル周波数fLO1の複数の周波数f0,f1,…ごとに前記デジタイザが生成する波形データDW1,DW2…を、周波数領域のスペクトルデータDF1,DF2…に変換し、
前記スペクトルデータDF1,DF2…を周波数軸上でシフトし、合成することを特徴とする請求項3に記載のテストシステム。 - 前記ローカル周波数fLO1の間隔Δfは、前記第1フィルタのバンド幅BWより狭く、
前記広帯域ベースバンド信号は複数のサブキャリアを含み、
前記コンピュータは、
k番目(k=0,1,2,…)のスペクトルデータDFkと、k+1番目のスペクトルデータDFk+1に含まれる共通のサブキャリアのデータにもとづいて、各スペクトルデータDFを補正することを特徴とする請求項4に記載のテストシステム。 - 被試験デバイスからのRF信号を試験するテストシステムであって、
フロントエンド回路と、
前記フロントエンド回路の出力を、デジタルの波形データに変換するデジタイザと、
前記波形データを処理するコンピュータと、
を備え、
前記RF信号は、キャリア周波数f C を有するキャリア信号を広帯域ベースバンド信号により変調して生成されるものであり、
前記フロントエンド回路は、
可変のローカル周波数f LO1 を有するローカル信号を生成する周波数可変オシレータと、
前記ローカル信号と前記RF信号を周波数ミキシングし、周波数f C -f LO1 を有する中間周波数信号を生成する第1周波数ミキサと、
前記中間周波数信号を濾過するバンドパス型の第1フィルタと、
を備え、
前記中間周波数信号にもとづくベースバンド信号を、デジタイザに供給可能に構成され、
前記ローカル周波数f LO1 は、前記第1フィルタのバンド幅BWより狭い周波数間隔Δfを有する複数の周波数f 0 ,f 1 ,…から選択可能であり、
前記広帯域ベースバンド信号は複数のサブキャリアを含み、
前記コンピュータは、
k番目(k=0,1,2,…)のスペクトルデータDF k と、k+1番目のスペクトルデータDF k+1 に含まれる共通のサブキャリアのデータにもとづいて、各スペクトルデータDFを補正することを特徴とするテストシステム。 - 請求項1または2に記載のフロントエンド回路を備えることを特徴とするテストボード。
- 被試験デバイスからのRF信号を試験するテストシステムに使用されるコンピュータであって、
前記RF信号は、キャリア周波数fCを有するキャリア信号を広帯域ベースバンド信号で変調して生成されるものであり、
前記テストシステムは、
可変のローカル周波数fLO1を有するローカル信号を生成する周波数可変オシレータと、
前記ローカル信号と前記RF信号を周波数ミキシングし、周波数fC-fLO1を有する中間周波数信号を生成する第1周波数ミキサと、
前記中間周波数信号を濾過するバンドパス型の第1フィルタと、
前記第1フィルタを通過した前記中間周波数信号にもとづくベースバンド信号を、デジタルの波形データに変換するA/Dコンバータと、
を備え、
前記コンピュータは、
前記ローカル周波数fLO1を、前記第1フィルタのバンド幅BWと等しいか、またはそれより狭い周波数間隔Δfを有する複数の周波数f0,f1,…で離散的に切り替え、
前記複数の周波数f0,f1,…ごとに得られる波形データDW0,DW1…を、周波数領域のスペクトルデータDF0,DF1…に変換し、
前記スペクトルデータDF0,DF1…を周波数軸上でシフトし、シフト後のスペクトルデータDFs0,DFs1…を合成し、
前記周波数間隔Δfは、前記第1フィルタのバンド幅BWより狭く、
前記広帯域ベースバンド信号は複数のサブキャリアを含み、
前記コンピュータは、
k番目(k=0,1,2,…)のスペクトルデータDF k と、k+1番目のスペクトルデータDF k+1 に含まれる共通のサブキャリアのデータにもとづいて、スペクトルデータDFを補正することを特徴とするコンピュータ。 - 被試験デバイスからのRF信号を試験するテストシステムに使用されるコンピュータにおいて実行されるプログラムであって、
前記RF信号は、キャリア周波数fCを有するキャリア信号を広帯域ベースバンド信号で変調して生成されるものであり、
前記テストシステムは、
可変のローカル周波数fLO1を有するローカル信号を生成する周波数可変オシレータと、
前記ローカル信号と前記RF信号を周波数ミキシングし、周波数fC-fLO1を有する中間周波数信号を生成する第1周波数ミキサと、
前記中間周波数信号を濾過するバンドパス型の第1フィルタと、
前記第1フィルタを通過した前記中間周波数信号にもとづくベースバンド信号をデジタルの波形データに変換するA/Dコンバータと、
を備え、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
前記ローカル周波数fLO1を、前記第1フィルタのバンド幅BWと等しいか、またはそれより狭い周波数間隔Δfを有する複数の周波数f0,f1,…にて離散的に切り替える処理、
前記複数の周波数f0,f1,…ごとに得られる波形データDW0,DW1…を、周波数領域のスペクトルデータDF0,DF1…に変換する処理、
前記スペクトルデータDF0,DF1…を周波数軸上でシフトし、合成する処理
を実行させ、
前記周波数間隔Δfは、前記第1フィルタのバンド幅BWより狭く、
前記広帯域ベースバンド信号は複数のサブキャリアを含み、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
k番目(k=0,1,2,…)のスペクトルデータDF k と、k+1番目のスペクトルデータDF k+1 に含まれる共通のサブキャリアのデータにもとづいて、各スペクトルデータDFを補正する処理をさらに実行させることを特徴とするプログラム。
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