原標(biāo)題：IQ正交調(diào)制器基礎(chǔ)知識(shí)和測(cè)試詳解

IQ正交調(diào)制器是現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，以下是對(duì)其基礎(chǔ)知識(shí)和測(cè)試的詳細(xì)介紹：

一、IQ正交調(diào)制器基礎(chǔ)知識(shí)

1. 定義與功能

• IQ正交調(diào)制器是一種將基帶IQ信號(hào)搬移到載波上的設(shè)備。它通常能實(shí)現(xiàn)較高的相位精度與幅度平衡，非常適合于通信系統(tǒng)中的直接上變頻（零中頻調(diào)制）。

• 標(biāo)準(zhǔn)的IQ正交調(diào)制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分為IQ基帶發(fā)生器和IQ混頻器兩大部分。通過(guò)改變不同的IQ基帶信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相信號(hào)。

2. 應(yīng)用場(chǎng)景

• IQ正交調(diào)制器廣泛用于直接上變頻發(fā)射機(jī)，例如蜂窩移動(dòng)通信、WLAN、UWB超通信系統(tǒng)、藍(lán)牙、GPS等系統(tǒng)中。

3. 工作原理

• I路和Q路分別輸入兩個(gè)數(shù)據(jù)a、b，I路信號(hào)與cosω0t相乘，Q路信號(hào)與sinω0t相乘，之后再疊加（通常Q路信號(hào)在疊加時(shí)會(huì)乘-1），輸出信號(hào)為s(t)=acosω0t-bsinω0t。這個(gè)過(guò)程稱之為IQ調(diào)制，也叫正交調(diào)制。

• 輸入正交調(diào)制器的信號(hào)一般被稱為IQ信號(hào)，經(jīng)常用復(fù)數(shù)a+bj來(lái)表示，對(duì)應(yīng)復(fù)平面上的一個(gè)點(diǎn)，因此IQ信號(hào)通常被稱為復(fù)信號(hào)。

• IQ調(diào)制器的作用是將基帶IQ信號(hào)搬移到載波上，而正弦波與余弦波滿足正交的兩個(gè)條件，所以經(jīng)他們調(diào)制的IQ信號(hào)到了接收端才能被分別解調(diào)出來(lái)。

4. 固有缺點(diǎn)

• IQ正交調(diào)制器的固有缺點(diǎn)在于本振泄漏和邊帶抑制。這主要是由IQ信號(hào)的直流偏置、IQ差分信號(hào)的不平衡性以及本振和射頻的隔離指標(biāo)差等因素造成的。

二、IQ正交調(diào)制器測(cè)試詳解

1. 測(cè)試目的

• 對(duì)IQ正交調(diào)制器的射頻性能進(jìn)行全面測(cè)試，以確保其滿足設(shè)計(jì)要求。

2. 測(cè)試項(xiàng)目

• 輸出功率：測(cè)量調(diào)制器在給定輸入條件下的輸出功率。

• 輸出1dB壓縮點(diǎn)：測(cè)試調(diào)制器在輸出功率開(kāi)始下降1dB時(shí)的輸入功率。

• 載波饋通：檢測(cè)載波是否通過(guò)調(diào)制器泄漏到輸出端。

• 邊帶抑制：測(cè)試調(diào)制器對(duì)邊帶信號(hào)的抑制能力。

• 正交相位誤差：測(cè)量I路和Q路信號(hào)的相位差是否滿足正交要求。

• IQ幅度不平衡性：檢測(cè)I路和Q路信號(hào)的幅度是否平衡。

• 二次、三次諧波抑制：測(cè)試調(diào)制器對(duì)二次、三次諧波的抑制能力。

• TOI（三階截?cái)帱c(diǎn)）：測(cè)試調(diào)制器在受到強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)的輸出性能。

• 基帶到射頻幅頻響應(yīng)：測(cè)試調(diào)制器在不同頻率下的增益和相位響應(yīng)。

3. 測(cè)試方法

• 鏡像抑制測(cè)試：一般采用單邊帶CW信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。輸入的I信號(hào)為sinω0t，Q信號(hào)為cosω0t，與正交本振混頻后得到調(diào)制信號(hào)。理想情況下，只會(huì)在（ωc-ω0）處產(chǎn)生一個(gè)單邊帶信號(hào)，但由于調(diào)制器的不理想性，也會(huì)在（ωc+ω0）處產(chǎn)生一個(gè)鏡像信號(hào)。同時(shí)在本振頻率ωc位置也會(huì)有一個(gè)信號(hào)，稱為本振泄漏。本振和鏡像信號(hào)的抑制度是IQ調(diào)制器的重要指標(biāo)。

• 其他測(cè)試項(xiàng)目：使用矢量信號(hào)源和信號(hào)與頻譜分析儀作為測(cè)試平臺(tái)的核心設(shè)備，結(jié)合直流電源和萬(wàn)用表（電壓測(cè)量）進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，根據(jù)測(cè)試項(xiàng)目的不同，設(shè)置不同的信號(hào)源參數(shù)和測(cè)量條件。

4. 測(cè)試注意事項(xiàng)

• 確保測(cè)試設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性。

• 在測(cè)試過(guò)程中，注意保護(hù)測(cè)試設(shè)備和被測(cè)器件免受損壞。

• 對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確記錄和分析，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化設(shè)計(jì)。

綜上所述，IQ正交調(diào)制器作為現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，其性能和穩(wěn)定性對(duì)系統(tǒng)的整體性能具有重要影響。因此，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行全面的測(cè)試和驗(yàn)證，以確保其滿足設(shè)計(jì)要求并具有良好的性能表現(xiàn)。