原標(biāo)題：IQ正交調(diào)制器基礎(chǔ)知識和測試詳解

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

一、IQ正交調(diào)制器基礎(chǔ)知識

1. 定義與功能

• IQ正交調(diào)制器是一種將基帶IQ信號搬移到載波上的設(shè)備。它通常能實現(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)簡單，分為IQ基帶發(fā)生器和IQ混頻器兩大部分。通過改變不同的IQ基帶信號，可以實現(xiàn)調(diào)幅、調(diào)頻或調(diào)相信號。

2. 應(yīng)用場景

• IQ正交調(diào)制器廣泛用于直接上變頻發(fā)射機，例如蜂窩移動通信、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路分別輸入兩個數(shù)據(jù)a、b，I路信號與cosω0t相乘，Q路信號與sinω0t相乘，之后再疊加（通常Q路信號在疊加時會乘-1），輸出信號為s(t)=acosω0t-bsinω0t。這個過程稱之為IQ調(diào)制，也叫正交調(diào)制。

• 輸入正交調(diào)制器的信號一般被稱為IQ信號，經(jīng)常用復(fù)數(shù)a+bj來表示，對應(yīng)復(fù)平面上的一個點，因此IQ信號通常被稱為復(fù)信號。

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

4. 固有缺點

• IQ正交調(diào)制器的固有缺點在于本振泄漏和邊帶抑制。這主要是由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(biāo)差等因素造成的。

二、IQ正交調(diào)制器測試詳解

1. 測試目的

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

2. 測試項目

• 輸出功率：測量調(diào)制器在給定輸入條件下的輸出功率。

• 輸出1dB壓縮點：測試調(diào)制器在輸出功率開始下降1dB時的輸入功率。

• 載波饋通：檢測載波是否通過調(diào)制器泄漏到輸出端。

• 邊帶抑制：測試調(diào)制器對邊帶信號的抑制能力。

• 正交相位誤差：測量I路和Q路信號的相位差是否滿足正交要求。

• IQ幅度不平衡性：檢測I路和Q路信號的幅度是否平衡。

• 二次、三次諧波抑制：測試調(diào)制器對二次、三次諧波的抑制能力。

• TOI（三階截斷點）：測試調(diào)制器在受到強干擾信號時的輸出性能。

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

3. 測試方法

• 鏡像抑制測試：一般采用單邊帶CW信號進(jìn)行測試。輸入的I信號為sinω0t，Q信號為cosω0t，與正交本振混頻后得到調(diào)制信號。理想情況下，只會在（ωc-ω0）處產(chǎn)生一個單邊帶信號，但由于調(diào)制器的不理想性，也會在（ωc+ω0）處產(chǎn)生一個鏡像信號。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制度是IQ調(diào)制器的重要指標(biāo)。

• 其他測試項目：使用矢量信號源和信號與頻譜分析儀作為測試平臺的核心設(shè)備，結(jié)合直流電源和萬用表（電壓測量）進(jìn)行測試。測試時，根據(jù)測試項目的不同，設(shè)置不同的信號源參數(shù)和測量條件。

4. 測試注意事項

• 確保測試設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性。

• 在測試過程中，注意保護(hù)測試設(shè)備和被測器件免受損壞。

• 對測試結(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。

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