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信号链基础知识#70:模拟正交调制器失衡的数字校正

作者:TI德州仪器   2013-07-16   来源:   评论:0条    浏览:1248

宽带宽无线发射器常用模拟正交调制器(AQM)把复合(I + j*Q)基带信号转换为射频(RF)。AQM内含一个本机振荡器(LO)输入、一个生成两个LO 90度异相的分相器、两个混频器(每个混频器将基带信号混频为射频)以及一个组合两个信号的加法器(1)。17e05f4【中国自动化网社区】6fcd9b【http://sns.ca800.com】dd34

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1 模拟正交调制器系统结构图dab9【中国自动化网社区】978010【http://sns.ca800.com】196634

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就一个完美匹配IQ通路的理想AQM而言,基带信号的wBB频率复频为:b7【中国自动化网社区】0eb5d8【http://sns.ca800.com】789781

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根据基带Q的不同符号,得到wBB - wRF或者wBB + wRF RF输出的单频910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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但是,实际状况不见得理想,有三种可能出现的误差:910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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  1. 基带DC偏差
  2. IQ分支之间的增益错配
  3. LO相位误差

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2数学方法表示。910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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2 有偏差、增益及相位误差的AQM的数学表示910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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DC 偏移 LO 混频,产生 LO 馈通,即wLO的频率。IQ分支的DC偏移加入正交,形成以下的LO馈通振幅:910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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通过在基带信号中添加一个反向偏差,可对LO馈通进行校正。许多双高速DAC或集成发射器解决方案,例如:TIAFE7071等,都包括生成校正用基带偏差的数字电路。找到IQ基带信号最佳DC偏差值的一种简单方法是,监测LO馈通振幅,并反复地改变首个I DC偏差,然后再改变Q DC偏差,最终找到最小LO馈通(3)。在pass 1期间,Q DC偏差保持不变,而对I DC偏差进行扫描,直到找到最小LO馈通为止。在pass 2期间,I DC偏差值维持在最低限度,而对Q DC偏差进行扫描,直到找到最小LO馈通为止理想情况下,每个IQ仅需要一个pass,但首批2pass期间LO馈通最小值所产生测量误差,通常意味需要3个或者4pass910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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3 本机振荡器馈通校正过程910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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增益和相位误差导致无用混频器抵销不完全的结果剩余量称作边带抑制(SBS)。上下边带振幅以基带Q输入的增益误差GI分支混频器LO的相位误差(弧度)作为开始,其为:910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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在这种情况下,低边带主导,而边带抑制为一个比率:910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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或者也可以用dBc表示:910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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4显示dBc和相位及振幅误差表示边带抑制的比较情况。910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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4 边带抑制(dBc)对比相位及振幅误差910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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使用上述类似方法求解LO馈通时,通过改变基带信号的增益和相位来抵消AQM的增益和相位误差,可以校正边带抑制(SBS)。如TIDAC34SH84等高速插值数模转换器(DAC),包含了一些生成DC偏差、基带信号增益和相位变化的数字电路,从而可以轻松修正AQM缺陷。910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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尽管LO馈通和SBS均可任何状态下获得完美的校正,但最佳校正值会随电源电压、温度、RF和基带频率、LO功率等而变化。通常,仅在制造期间进行一次校正,之后,在系统起动时,对这些值进行存储和编程。在一次性校正以后,LO馈通和SBS的温度、电压和LO功率差异通常会在AQM数据表曲线图中标明(参见TI TRF3705数据表图33-44)。LO馈通和SBS通常会好于–50 dBc(比未校正值好10-15 dB)。910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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下次,我们将讨论电源噪声对时钟器件的影响,敬请期待。910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

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参考文献910【中国自动化网社区】c272e1【http://sns.ca800.com】e32ad

TRF3705产品详情:http://www.ti.com.cn/product/cn/trf3705

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