影響射頻系統(tǒng)性能的因素有哪些呢？

（1）

現(xiàn)在芯片越來(lái)越集成，一個(gè)小小的芯片集成一個(gè)或者很多個(gè)射頻系統(tǒng)，已經(jīng)不是什么稀罕事。

在芯片的架構(gòu)中，通常會(huì)用零中頻或者低中頻架構(gòu)，因?yàn)檫@些架構(gòu)簡(jiǎn)單，而且不需要像超外差接收機(jī)一樣，使用片外濾波器。

如下圖所示。

不過(guò)射頻上是簡(jiǎn)單了，但是其實(shí)需要數(shù)字部分做很多的校準(zhǔn)工作。

那么都是哪些實(shí)際器件中的不理想性，會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響呢？

(2)

首先，是熱噪聲和閃爍噪聲。

所有的實(shí)際器件，都會(huì)有電子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，而這些運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)噪聲，即熱噪聲。

比如說(shuō)，一個(gè)無(wú)源的電阻R，在溫度T K下，就會(huì)產(chǎn)生噪聲電壓：

如果這個(gè)電阻的負(fù)載的大小，與該電阻大小相等，那么輸入到負(fù)載的噪聲功率，則是我們經(jīng)?？吹降腒TB，如下圖所示。如果不考慮系統(tǒng)帶寬，溫度為T為290K，那Pn就是我們熟知的-174dBm/Hz。

還有，有源器件中的閃爍噪聲(flicker noise)，又稱為1/f noise。

因?yàn)殚W爍噪聲位于直流(DC)附近，所以對(duì)零中頻架構(gòu)的影響很大，對(duì)低中頻架構(gòu)的影響次之。

(3)

接著，是LO相位噪聲。

理想振蕩器的輸出，在頻域可以用δ函數(shù)來(lái)表示，但是實(shí)際的相位噪聲，往往會(huì)有裙擺，如下圖所示。

收發(fā)機(jī)中LO的相噪的影響，如下圖所示，藍(lán)框表示有用信號(hào)的帶寬。

一方面來(lái)源于本振相噪帶與信號(hào)相乘，會(huì)帶來(lái)帶內(nèi)噪聲的增加；另一方面，來(lái)源于干擾信號(hào)與本振的相噪混頻，會(huì)造成帶內(nèi)噪聲的增加(即倒易混頻)。

(4)

再者，是采樣抖動(dòng)。

ADC和DAC是收發(fā)機(jī)種模擬和數(shù)字的邊界。

在模擬和數(shù)字進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)候，需要用到采樣時(shí)鐘。

采樣時(shí)鐘，本質(zhì)上也是一個(gè)振蕩信號(hào)。如前面所示，實(shí)際的振蕩信號(hào)會(huì)有相噪，等效于時(shí)域的抖動(dòng)。

因?yàn)檫@個(gè)時(shí)域的抖動(dòng)，會(huì)造成采樣的誤差，從而產(chǎn)生噪聲。

(5)

其次，是載波頻率偏移(CFO，carrier Frequency offset)和采樣頻率偏移(SFO)。

在通信系統(tǒng)中，載波頻率一般是由鎖相環(huán)產(chǎn)生的。

但是因?yàn)門X和RX的載波頻率會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)的不同，所以，接收機(jī)變頻后的頻率會(huì)有殘余頻率誤差，稱為CFO，即載波頻率偏移。如下圖所示。

同樣的，ADC和DAC的采樣頻率也會(huì)有差別，稱之為采樣頻率偏移，即SFO，同樣也會(huì)影響系統(tǒng)性能。

(6)

接著，是DAC和ADC的量化噪聲和截?cái)唷?/p>

ADC和DAC在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生量化噪聲，從而產(chǎn)生有限的SNR。

所以在設(shè)計(jì)接收機(jī)的時(shí)候，通常ADC的前級(jí)需要有足夠的增益，保證ADC本身的噪聲電平與其輸入的熱噪聲電平（由前面級(jí)電路產(chǎn)生）相比，要足夠小，可以忽略不計(jì)。

而ADC的截?cái)嘈?yīng)，會(huì)限制信號(hào)的PAPR（Peak to Average Power Ratio,峰均比），從而惡化信號(hào)的SNR。

(7)

還有，正交不平衡。

在進(jìn)行上變頻或者下變頻的時(shí)候，使用的是正交混頻器。實(shí)際的正交混頻器，I路和Q路，會(huì)有增益失配和相位失配，從而影響信號(hào)的SNR或者產(chǎn)生帶外噪聲。

(8）

還有，器件的非線性。

接收機(jī)的非線性，主要是對(duì)大信號(hào)干擾負(fù)責(zé)。即我們經(jīng)常說(shuō)到的互調(diào)抗擾性。

審核編輯：劉清