互調(diào)干擾是當(dāng)兩個或多個干擾信號同時進入接收機時,由于傳輸信道中非線性電路產(chǎn)生的,主要受接收機非線性度影響。通過合理分配整個通道的增益、選擇OIP3高的放大器及混頻器、選擇帶外抑制度高的濾波器,可提高通道的帶外互調(diào)水平。
那么具體的是怎么設(shè)計的呢?
l互調(diào)的定義
一個雙音輸入電壓的數(shù)學(xué)形式可用式(1.1)表示:
(1.1)
式(1.1)按照泰勒公式展開,如式(1.2)所示,
(1.2)
式(1.2)可繼續(xù)展開得到式(1.3):
(1.4)
定義P2ω1-ω2為3階交調(diào)的混頻產(chǎn)物,P3定義為的線性產(chǎn)物,P2ω1-ω2則可由式(1.5)所示:
(1.5)
用dB可由式(1.6)所示:
為元件噪聲功率。
l互調(diào)對系統(tǒng)線性的要求
由上述公式可以推導(dǎo)出
IIP3=Ps+1.5*互調(diào)抗擾度+SNR
預(yù)算靜態(tài)IIP3=-16dBm,全溫惡化2~3dBm,系統(tǒng)IIP3=-13dBm,根據(jù)對系統(tǒng)的仿真計算系統(tǒng)IIP3=-8dBm,滿足系統(tǒng)的線性要求。
注意:對于超外差系統(tǒng),由于中頻濾波器帶寬較窄,互調(diào)的產(chǎn)生到濾波器結(jié)束,因此IIP3的影響計算到混頻器。
對于零中頻系統(tǒng),互調(diào)產(chǎn)生于整個系統(tǒng),IIP3的計算到整個模擬電路。
l互調(diào)對ADC的要求
ADC的抗擾擾性如下圖所示,系統(tǒng)要求互調(diào)抗擾性即在輸入干擾信號時,ADC沒有失真,以14位的ADC為例,有效量化位數(shù)只能做到12bit,等效量化噪聲約為3-72dB-10log(fs/2B)dBm,抗干擾容限可以做到3-6-[3-72-10log(fs/2B)]-SNR =72+10log(fs/2B)-6-SNR,其中B是信號帶寬,fs是采樣率。根據(jù)計算可知采用14位的ADC抗干擾可做到66dB,滿足設(shè)計要求。
EVM:Error Vector Magnitude,誤差向量(包括幅度和相位的矢量)是在一個給定時刻理想無誤差基準(zhǔn)信號與實際發(fā)射信號的向量差,能全面衡量調(diào)制信號的幅度誤差和相位誤差。
從上述公式可以看出,EVM就是衡量系統(tǒng)線性的一個指標(biāo),它近似等于信噪比,對于射頻工程師而言,就可以通過分析信噪比來衡量系統(tǒng)的EVM
clear all;
EVM= 010;
SNR= 20 *1* log10 (EVM * 0.01);
plot(EVM,SNR)
grid on
hold on
xlabel('EVM%')
ylabel('SNR/dB')
title('SNR與EVM的關(guān)系')
那么怎么優(yōu)化系統(tǒng)的EVM?
從線性系統(tǒng)分析,發(fā)射機非線性的來源有功放、混頻器、頻率源、基帶;
功放的線性對系統(tǒng)的EVM起到?jīng)Q定性的作用,因此優(yōu)化功放的線性對提升系統(tǒng)的EVM效果比較顯著,具體的方法有回退,DPD,前饋等這個章節(jié)就不具體展開;
很多射頻工程師可能會忽略頻率源與混頻器對EVM的影響,對于相位噪聲為-115dBm/Hz,對EVM的貢獻就已經(jīng)達到了1%,具體的相位噪聲對EVM的換算關(guān)系下章展開;
EVM還有一個很大貢獻的來源就是基帶,目前的通信調(diào)制方式都是高峰均比,為了功放的效率通常會對基帶信號進行肖峰處理,因此基帶對EVM的影響成為了主要來源,射頻小伙伴們在EVM優(yōu)化的時候不要忘記了對基帶的同志們提出要求!
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:收發(fā)信機指標(biāo)分析-互調(diào)與EVM
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