基于AD9640的無線接收機(jī)設(shè)計(jì)

　　在無線接收機(jī)射頻前端硬件的實(shí)際制作中，中頻頻率的選擇、帶通濾波器的中心頻率與3dB帶寬、外部無源器件的使用等設(shè)計(jì)考慮，都需要隨著不同的系統(tǒng)應(yīng)用而仔細(xì)的規(guī)劃與調(diào)整，以便在適當(dāng)?shù)某杀鞠逻_(dá)到規(guī)定的性能。本文以認(rèn)知抗干擾為設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要討論了接收機(jī)鏈路的核心器件之一—高性能的ADC，敘述它們?nèi)绾螡M足對(duì)高性能的需求。此外，接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還包括器件的選擇和設(shè)計(jì)，整體排版布線以及調(diào)試過程等步驟。

　　ADC設(shè)計(jì)

　　天線接收到的射頻信號(hào)必須經(jīng)過A/D數(shù)字化，以便后面的數(shù)字處理芯片進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理[1]。ADC影響接收機(jī)體系的功耗、工作頻率動(dòng)態(tài)范圍、接收帶寬和總體成本，其性能更是能夠影響接收機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。理想情況下，在接收機(jī)的鏈路天線后直接進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，ADC對(duì)射頻信號(hào)直接進(jìn)行抽樣，這樣很大程度上繞過了模擬器件。而本文接收機(jī)體系結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要特點(diǎn)是將ADC盡量靠近射頻前端，在較高的中頻直接進(jìn)行數(shù)字化，因此A/D設(shè)計(jì)是接收機(jī)設(shè)計(jì)的核心之一。

　　選定最優(yōu)采樣頻率

　　如果對(duì)采樣輸出信號(hào)進(jìn)行濾波的低通濾波器可以做到矩形系數(shù)為1，在無混疊的采樣率范圍內(nèi)選定任何一個(gè)頻率都是可以的(不考慮采樣時(shí)鐘的抖動(dòng))。但是實(shí)際上，這樣的濾波器是做不出來的，即使是矩形系數(shù)接近于1的低通濾波器也很難實(shí)現(xiàn)。如果后續(xù)的低通濾波器在過渡帶里面沒有頻譜的平移轉(zhuǎn)換，那么，即使矩形系數(shù)大一些也不會(huì)改變?cè)盘?hào)的頻譜結(jié)構(gòu)，這也就意味著平移頻譜之間的間隔應(yīng)該越大越好。對(duì)于無混疊的采樣率來說，并不是頻率越高間隔越大，頻譜間隔最大的無混疊采樣率在降低后續(xù)低通濾波器的設(shè)計(jì)難度上是最優(yōu)的。

　　本文首先討論無混疊采樣率與平移的頻譜間隔的關(guān)系，然后結(jié)合方案選擇一個(gè)最優(yōu)的采樣頻率。

　　對(duì)圖1中虛線所示的頻譜塊，其左間距表示為：

　　-fH+(m-1)fs-[fH-(m-1)fs]=2(m-1)fs-2fH (m=1, 2, 3…)

　　右間距表示為：

　　fL-(-fL+mfs)=-mfs+2fL

　　使頻譜間隔最大條件是頻譜塊的左間距等于右間距：

　　2mfs-2fH=-mfs+2fL

　　即