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虽然凭仗如许的高集成度供给了很多劣势

上载日期:2019-11-15 浏览次数:

  AD9371正在通过注入测试音进行初始化期间以及利用现实领受到的数据进行操做期间运转领受镜像抑止校准。这些更先辈的校准可按照频次相关不均衡以及非频次相关不均衡进行调整。该算及时更新。AD9371采用更先辈的算法和电实施校正,正在占用的信号带宽上的机能优于AD9361,两者之差约为25 dB。

  正在这个简化的示例中,我们只考虑镜像的影响,而忽略对SNR的影响,如热噪声、相位噪声和非线dB的SNR。若是正在该系统中利用64-QAM等复杂调制方案,AD9371可能因为总系统统SNR要求而成为最佳选择。若是利用QPSK等更简单的调制方案,那么选择AD9361即可,满脚要求绰绰不足。正在基带处置器中利用的手艺将确定解调信号所需的现实系统SNR。当然,从这个思虑尝试转向一个实正的系统,必需考虑热噪声等以前忽略的影响。

  AD9371利用分布正在有用信号带宽上的多个内部生成的信号音进行初始发送径校准,并确定跨多个发送衰减设置的校正系数。运转期间,发送信号径校准利用现实发送的数据并按期更新校正系数。AD9371的镜像抑止机能优于AD9361(两者之差约为15 dB),而且正在过暖和衰减前提下以及占用的信号带宽上可表现这一劣势。

  虽然凭仗如许的高集成度供给了很多劣势,但ZIF无线电器件也带来了挑和。复数混频器具有同相 (I) 信号和正交相 (Q) 信号。一旦这些信号的相位或幅度呈现任何不婚配,组合上变频的I信号和Q信号时会导致乞降和消弭机能下降。援用的文章中描述了这一点。当发送所需信号时,不完满的消弭会导致正在该信号本振 (LO) 频次的相反侧呈现该信号的反相副本。这一信号副本被称为镜像,取其对应的所需信号比拟,幅度更小。同样,当领受所需信号时,所需信号的反相副本会呈现正在该信号曲流的相反侧。正在其他架构(例如超外差架构)中,能够正在两头级进行镜像滤波。ZIF架构的次要劣势是去除了这些滤波器和两头混频器级,但这需要极佳的I和Q均衡才能将镜像幅度降低到可接管程度。

  描述收发器用以降低镜像程度的手艺的部门显示了两个分歧器件系列实现的量化差别。随后我们按照上述具体示例进行系统设想,并将设想决策范畴缩小到一些简短的取解调领受信号所需的SNR相关问题。虽然AD9371系列的镜像机能老是优于AD9361系列,可是AD9371系列的功耗更高而且利用高速串行接口,这就要求系统工程师可以或许查看设想的各个方面,并为其使用找到最佳处理方案。

  图4. 镜像抑止(单元:dB)取幅度不均衡(单元:dB)和相位不均衡(单元:°)之间的关系。 镜像对有用信号的影响

  图3例示了利用单音或持续波 (CW) 的有用信号以及因而构成的无用CW镜像。有用信号被下变频到频次ωC。若是正交均衡不完满,镜像将正在频次为-ωC时呈现。镜像抑止比 (IRR) 是有用信号取无用镜像信号之差,用分贝 (dB) 暗示。降低正交失配的体例被称为正交误差校正 (QEC)。

  该系统将正在18 MHz的总带宽上利用多个同时发送的6 MHz宽载波。因而正在这个系统中,一个客户端设备可能很是接近基坐,好比0.3米,而最远的客户端设备取基坐之间的距离当然就是100米。两者之间的空间径损耗差约为50dB。别的假定基坐基带处置器能够丈量领受功率,然后通知客户端将发射功率添加或削减高达10 dB。附近的客户端将削减10dB的发射功率,而最远端的客户端将以全功率发射。基坐的领受功率因而降低10 dB,构成40 dB的总体电位差,如图9所示。显示的两个载波暗示上述最差环境。为了清晰起见,省略了能够驻留正在两个有用信号之间的可选载波。

  每个有用信号的镜像通过曲流反射并显示正在频谱的相反侧。正在该示例中,两个有用信号曾经被下变频到不异的曲流失调,有用信号1正在正侧,有用信号2正在负侧。需要留意的是,有用信号2的幅度比有用信号1的幅度低60 dB。两个载波具有分歧幅度正在多载波景象下不足为奇,若是来自两个挪动的信号行进到统一基坐时碰到分歧量的径损耗,便会发生上述环境。若是这两个挪动取基坐的距离分歧,或此中一个挪动通过除另一个挪动外的对象或正在其四周发送信号时,可能发生这种环境。

  若是AD9371用于链的两头,则发送镜像的幅度凡是会下降65 dB,而且领受器会使镜像比有用信号低75 dB。将这两者相加,能够获得比有用信号低64.5 dB摆布的总镜像。图10显示了两种成果。

  图2中颠末简化的领受信号径示企图显示了这些不婚配取A、fC和φ指定的不婚配发生的。只要一条径显示失配的相位,由于它是构成镜像的信号径之间的不均衡,而不是信号径的绝对增益和相位。因而,正在一条径中显示所有不均衡要素,这正在数学上是准确的。图2所示的复数混频器也称为正交混频器,由于供给给混频器的两个LO信号相互正交。

  当利用AD9361的内部LO(合用于具有保举机能的参考时钟源)时,AD9361将正在无噪底时实现约-40 dB的EVM。通过RF PLL的相位噪声将EVM正在-40 dB。AD9361约50 dBc的镜像抑止机能意味着正在图5所示的单载波景象中,仅靠镜像只能将EVM降低约0.5dB。如许低的EVM降低意味着收发器凡是不是64-QAM(以至更高)调制方案的要素。皇冠hga008,正在这种单载波景象中,镜像老是比有用信号小50 dB摆布,如图5所示。

  对于发送信号径,AD9361利用初始化校准来削减优化硬件设想供给的正交不均衡。初始化校准利用途于单一频次且采用单一衰减设置的CW信号音。该算法凡是导致功耗比有用信号低50dB摆布的镜像。另一种写入体例是-50 dBc(低于载波的分贝值)。正在过温、宽带宽或分歧衰减设置前提下运转可能会影响镜像程度。

  图5是一张简化图,显示了下变频之后波形以曲流为核心的单载波景象。该波形的示例将是20MHz LTE下行链OFDM信号的单一实例。如图5所示,负侧的一部门有用信号将正在正侧具有镜像,反之亦然。正在以曲流为核心的单载波景象中,镜像正在有用信号内(或其之上)并了有用信号。

  本文引见了利用领受信号径的正交不均衡的发源和影响,但ZIF收发器也必需降服发射信号径中的不异问题。当信号径或LO径不均衡时,发射器的输出包罗有用信号及其镜像。

  有用信号2的幅度比有用信号1镜像的幅度低10dB。这暗示有用信号2的信噪比为-10dB。即便利用的是最简单的调制手艺,也很难实现解调。明显,需要更好的镜像抑止机能来应对这些环境。

  之前给出的两个收发器正交校正算法的图示和描述集中正在领受信号径上。因为不异的缘由,干扰镜像的影响也合用于发送径。位于较小载波之上的发送镜像对于领受信号的基坐来说同样麻烦。

  宽带收发器系列均供给无取伦比的集成度、浩繁的功能和大量用户可选选项。这两个系列正在几个次要方面表示出较着分歧的机能程度,并且两者的功耗也有很大差别。镜像抑止是区分这两个系列的机能之一。本文切磋了镜像的来历、寄义及其对全体系统机能的影响体例。控制了这些消息,客户便可做出明智决策并选择适合使用的收发器。

  正在这个系统中,假定基坐和客户端利用不异的收发器。若是利用AD9361,发送镜像的幅度可能比有用信号的幅度低50 dB摆布。领受器也将添加雷同的镜像功率。两个正交不均衡组合起来构成比有用信号低47 dB摆布的镜像。

  到目前为止,按照本文所涵盖的全数内容,让我们进行思虑尝试,假设我们正正在建立一个系统,此中包含一个核心基坐和多个客户端设备。为了简化示例,这一假设的系统正在运转时会远离建建物等可导致多径的物体。基坐将取笼盖区域半径可扩展到100米的客户端设备进行通信,如图8所示。

  有用信号1镜像的幅度现正在比有用信号2的幅度低15 dB。因而信噪比为15dB,脚以利用各类调制方案来解调有用信号2。

  AD9361和AD9371系列均利用零中频(亦称为zero-IF或ZIF)架构实现极高的集成度并显著削减系统中频次相关组件的数量。如图1中的AD9371功能框图所示,从领受信号径和从发送信号径利用一个复数混频器级,正在以本振 (LO) 频次为核心的射频 (RF) 和以曲流为核心的基带之间进行转换。

  等式1可得出二维矩阵,由于两个输入变量别离会导致镜像抑止机能下降。图4显示了该矩阵的一部门,此中穿过整个页面的轴是幅度不均衡,进入到页内的轴是相位不均衡,垂曲的轴是镜像抑止(单元:dB)。例如,若是幅度误差为0.00195且系统需要实现76 dB的镜像抑止,则相位误差必需优于0.01286°。即便正在单个集成电器件中,也很难通过节制影响I和Q婚配的所有要素来达到优于50 dB的镜像抑止。利用AD9371凡是可实现76 dB的镜像抑止,这需要使用数字算法来节制模仿径变量并正在数字域中使用校正。

  AD9361领受器正交校准利用一种算法来阐发领受到的整个数据频谱,从而正在整个带宽上建立平均校正。对于单载波用例和相对较窄的带宽(如20 MHz),该校正正在方针带宽上会发生优良的镜像抑止。这被称为非频次相关算法。该算法对领受到的数据施行操做并及时更新。

  AD9361和AD9371都优化了模仿信号和LO径,从素质上削减了正交不均衡。但如上所述,硅片可以或许带来的益处是无限的。数字校正能够将镜像抑止机能提高若干个数量级。

  当领受信号并随后解调该信号时,将存正在若干信号毁伤。添加领受信号径本底噪声的热噪声就是一个例子。若是镜像正在有用信号内,也会添加噪声。若是所有噪声源的总和过高,则无法对信号进行解调。单载波图和多载波图中所示的热噪底就是一个例子,它做为一个促成要素正在这些会商中被忽略了。



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