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基站射頻卡時鐘樹需要注意的問題

作者: 時間:2011-05-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

ADC抖動的其他影響
由于ADC是采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng),而不是完全線性的轉(zhuǎn)換,在有用輸入信號、不的(“阻斷”)信號和采樣之間,它們也將受到互調(diào)積所有相同的影響。


然而,還有另一種推動ADC采樣規(guī)格的影響。這就是孔徑抖動效果,如圖3所示。

圖3 ADC的孔徑抖動


其基本概念是,任何時間不確定性的采樣都可以通過三角法轉(zhuǎn)換成該采樣振幅的不確定性。振幅的不確定性可導(dǎo)致ADC信噪比的下降。一旦已知了輸入信號的頻率,RMS抖動目標可確定為ADC的理想信噪比。一旦達到目標,ADC內(nèi)的樹固有抖動即可分解出來,以確定采樣時鐘的目標RMS抖動規(guī)格。

時鐘抖動對DAC的影響
用于發(fā)送路徑的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)把一個數(shù)字表示的基帶信號轉(zhuǎn)換為一個模擬表示的基帶信號,以便隨后轉(zhuǎn)換為RF頻率,并放大到所需的發(fā)射功率。設(shè)計師將關(guān)注固定卡的頻率規(guī)劃,以確保DAC的采樣頻率不會與接收卡端的臨界頻段重疊。這很重要,因為DAC受到來自兩個潛在機制的頻率生成圖像的影響。


第一種機制與ADC和混頻器中發(fā)生的情況相同,采樣時鐘的卷積(fLO)和輸入信號(fIN) 產(chǎn)生的頻率都在N·fLO+M·fIN。此卷積結(jié)果來自于轉(zhuǎn)換器的非線性。對采樣時鐘抖動有關(guān)要求的影響與ADC類似。


第二個機制是大多數(shù)DAC工作方式中不可避免的結(jié)果。如圖4所示,在每個采樣時鐘沿,DAC的輸出將很快切換到一個新的電壓等級以代表數(shù)字采樣值。此值將保持到下一次采樣的時鐘沿。輸出僅匹配每一次采樣時鐘的所需波形。

圖4 DAC輸出與理想輸出的比較
(在之前重建濾波器)


這將導(dǎo)致引入誤差能量。此外,大多數(shù)DAC都將受到某種時鐘饋通的影響,導(dǎo)致N·fLO進一步出現(xiàn)尖峰。為此,采樣時鐘頻率往往會大大高于奈奎斯特的要求,這樣饋通尖峰就遠遠超出了響應(yīng)頻率,因此可以很容易地濾波。


DAC輸出波形將通過模擬重建濾波器盡可能多地消除這類不必要的頻率。如果時鐘抖動和相位噪聲邊緣可以很好地控制,濾波器的設(shè)計將更加容易,實現(xiàn)成本也較低。除了采樣時鐘在特定偏移條件下的具體位噪聲水平要求,還有一個頻率范圍內(nèi)集成RMS抖動的規(guī)范。這是由于時鐘抖動造成理想輸出波形的畸變。這將降低DAC的總諧波失真(THD)或信噪加失真比(SINAD);必須保持在規(guī)范以內(nèi),以防止降低的誤差矢量幅度(EVM)。在發(fā)送端,較低的時鐘抖動可直接讓EVM更好,或用來放寬波峰因數(shù)/峰均功率比降低電路的設(shè)計限制。

內(nèi)的相位調(diào)整要求
除了基本的語音和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),許多移動用戶還其他服務(wù)。例如,利用一組信號發(fā)射塔通過三角法實現(xiàn)用戶的精確定位。當所有天線在彼此發(fā)射和接收相位校準信號時,通過射頻三角法可以實現(xiàn)最佳的精確定位。一些這樣的服務(wù)獨立的在其之間以少于50ns的速度運行。一個射頻卡的預(yù)算在于:相對于同一系統(tǒng)中的其他無線卡,它可能引入多少相差異。這就是每個射頻卡利用一個內(nèi)部時鐘輸入信號生成其內(nèi)部所有頻率的另一個原因。它可確??ㄉ纤袝r鐘的相位校準至少有一個共同的出發(fā)點。

總結(jié)
射頻卡需要利用一個往往有噪聲的輸入時鐘生成各種時鐘。這些輸出時鐘當中很少與輸入時鐘是整數(shù)關(guān)系。所有時鐘必須其總噪聲數(shù)量,以防止噪聲耦合到關(guān)鍵電路。專門針對混頻功能的時鐘包括ADC和DAC,對RMS抖動以及噪聲邊緣都有嚴格的規(guī)范,以避免射頻信號路徑中產(chǎn)生阻斷信號。


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