通过直接变频接收机实现多标准/多频段接收
图2给出了当有用信号频率临近地方存在两个连续波强干扰时接收机的I+jQ输出频谱。本测试范例中,所加的输入信号电平为–30dBm。这代表着比任何所规定的3G和4G蜂窝系统中所需的阻塞测试条件都要更加严苛的阻塞场景。对靠近或基带频率上的信号进行采样时,由2nd、3rd、4th,甚至是5th和7th谐波所导致的失真将会影响大信号输入条件下的性能。特别地,I/Q解调器的非线性特性需求特别高,以确保产生自有用信号和无用信号的互调项不会劣化感兴趣的有用信号。这里与只是将焦点集中在绝大多数窄带中频采样接收机设计中的常见失真-即三阶截点(IP3)上不同,关注由偶数和奇数非线性所引起的失真项也很重要。这类非线性通常用IP2、IP4和IP5进行量化。通常,为了保证稳健可靠的工作,重要的是要评估在最坏输入条件下进入接收机分析带宽中的所有杂散信号。在这类严重的阻塞条件下,由高阶非线性所产生的互调产物将会落入频带内并降低接收机的灵敏度。图2中标出了比较关键的非线性项。请注意几个奇数项与输入基频的靠近程度。这有助于解释究竟距离多近的干扰信号将会引起落入有用信号带内的互调产物。当采用直接变频架构时,干扰信号的差频(f2–f1)-接收机的有限2nd阶非线性的产物,也会落入有用信号的频带内。
ADIsimRF?是ADI公司的免费在线信号链计算器,可以用来对各种测试条件下的接收机的动态噪声和失真特性进行建模。非线性截点特性可以通过建模并测试出来,一直到高达7th次非线性项,并且可以与有ADIsimR所预测的级联截点进行比较。通过对单个器件和整个级联的非线性特性进行评估,整个接收链路能够得到更好的优化,从而实现最高的瞬时动态范围性能。利用该方案的高灵敏度接收机的噪声系数小于2dB,且在施加W-CDMA规范(ETSIEN302217-2-2V1。2。3(2007-09))所规定的单音和双音干扰电平时,接收机的降敏小于1dB。
本振泄漏和直流偏置所引起的降敏
泄漏到射频输入端口的任何本振信号都将发射回接收机中并与本振信号形成自混频。自混频导致本振信号的平方项,这将产生二次谐波,虽然通过低通滤波可以大大衰减自混频产生的高频,但直流却落入到直接混频接收机的频带内。请注意图2中的直流项。
在基带采样系统中通常需要采用直流偏置校准和修正方法。残留的直流偏置等效于信号分析带宽内的干扰信号。有几种可以减小该影响的技术,包括直流跟踪对消,基带采用交流耦合,或者采用简单的方法——即通过选择具有优异直流特性(包含较高偶次项失真特性)的器件。
非理想正交和镜像抑制
I/Q幅度和相位失配将会引起信噪比性能降低。理想的I/Q解调器中,基带I/Q信号的I和Q向量之间的相位关系为90度,这就是所谓的理想正交。在理想条件下,数字域里符号的鉴别可以很容易地通过瞬时I/Q向量轨迹来实现。然而当系统中具有I/Q失配时,I/Q符号向量将具有幅度和相位误差,这将降低恢复信号的信噪比。I/Q的静态误差可以通过数字技术来消除。而研究直接变频接收机的有效镜像抑制与信号电平和偏移载波频率的量之关系是非常重要的。正确理解接收机的单音I/Q失配的影响,将有助于简化对加入一个调制信号时所测得性能的解释过程。
调制误差比性能
调制误差比(MER)是用来衡量数字发射机或接收机的调制精度的一种方法。在一个理想线性和无噪系统中,接收机接收到信号的所有I/Q符号都将映射到信号空间星座图的准确位置上,而设计中的各种非理想型(如幅度失衡、噪声基底以及相位失衡)都将引起实测到的符号向量偏离其理想位置。该直接变频接收机给出了各种调制方案所应效仿的MER性能水平。
图3:10MHzOFDMAWiMAX信号的MER与射频输入功率的关系。
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