用一個(gè)RF采樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的頻率規(guī)劃

你認(rèn)為你的射頻 (RF) 采樣設(shè)計(jì)運(yùn)行的還不錯(cuò)，其原因在于你選擇了合適的器件，并且定義了時(shí)鐘源。不過(guò)先等一等；你所要完成的工作還遠(yuǎn)非如此。在不進(jìn)行適當(dāng)?shù)念l率規(guī)劃，以確保諧波或時(shí)鐘混合雜散中產(chǎn)生出潔凈頻譜的情況下，即使是最好的器件也會(huì)造成性能下降。我在上一篇博文中討論了與交錯(cuò)轉(zhuǎn)換器有關(guān)的某些缺陷。頻率規(guī)劃始終是良好收發(fā)器設(shè)計(jì)的一部分，不過(guò)RF采樣更加關(guān)鍵，這是因?yàn)?a target="_blank">信號(hào)一直處于所需的頻率頻帶范圍內(nèi)。與其它具有中間頻率 (IF) 或基頻級(jí) (BB) 的配置不同，RF采樣架構(gòu)不具有清潔頻譜的窄頻帶通道濾波功能。

在這些發(fā)射器中，管理要求將嚴(yán)格限制雜散乘積的等級(jí)，使其落在所需頻帶內(nèi)，并且剛好在頻帶外。這些轉(zhuǎn)換器內(nèi)產(chǎn)生的雜散乘積在到達(dá)功率放大器 (PA) 之前無(wú)法被有效過(guò)濾掉。一旦受到輻射，這些乘積就有可能干擾其它用戶。

用一個(gè)RF采樣數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 進(jìn)行的頻率規(guī)劃確保了折返回第一那奎斯特區(qū)域內(nèi)的諧波含量不在所需頻帶之內(nèi)，或者在其附近。針對(duì)指定應(yīng)用的頻帶是固定的；它是不可調(diào)節(jié)的，不過(guò)你可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器的采樣率。增加采樣速率可以生成一個(gè)更大的那奎斯特區(qū)域；然而，這并不能確保一個(gè)最優(yōu)方案。

發(fā)射器頻率規(guī)劃示例

我們來(lái)看一個(gè)發(fā)射器示例，它的運(yùn)行頻率為2.14GHz，信號(hào)寬度為60MHz。圖1顯示的是具有8024MHz高頻時(shí)鐘速率的第一那奎斯特區(qū)域頻譜。在這個(gè)速率下，所需要的頻帶（用藍(lán)色標(biāo)出）很清楚，但是第三和第四階諧波，以及已知的雜散（用黃色標(biāo)出）位于所需的頻帶附近。這些雜散積很難被過(guò)濾掉。

圖1b顯示的是同一頻率，不過(guò)時(shí)鐘速率減少為5683.2MHz。在這個(gè)時(shí)鐘速率下，高階諧波或者時(shí)鐘混合雜散都不會(huì)位于所需頻帶的附近。在這個(gè)示例中，較低采樣率方法比較適用，這是因?yàn)槟憧梢暂p松地將高階雜散濾除掉。

圖1：時(shí)鐘頻率為8024MHz (a) 和5683.2MHz (b) 時(shí)的頻譜圖

接收器頻率規(guī)劃示例

對(duì)于接收器來(lái)說(shuō)，頻率規(guī)劃目標(biāo)稍微不同。源自帶內(nèi)和帶外信號(hào)的干擾會(huì)嚴(yán)重影響接收器的靈敏度。通過(guò)在RF輸入端上進(jìn)行適當(dāng)?shù)南迬V波，你可以最大限度地降低其它用戶信號(hào)或發(fā)射器干擾所形成的帶外干擾源。你無(wú)法過(guò)濾掉帶內(nèi)干擾源。頻率規(guī)劃確保來(lái)自帶內(nèi)干擾源的諧波含量不會(huì)折返回所需頻帶的內(nèi)部。與發(fā)射器的情況不同，恰恰折返回頻帶外部的諧波含量不是一個(gè)問(wèn)題。

圖2顯示的是一個(gè)100MHz寬的信號(hào)，在中央頻率為1950MHz的頻帶范圍內(nèi)運(yùn)行。時(shí)鐘頻率為6144MHz。在這個(gè)配置中，所有這些較高階諧波都位于頻帶外部。第二和第四諧波很接近，但是不在頻帶內(nèi)部。這是一個(gè)傳統(tǒng)低IF架構(gòu)所不能比擬的。使用同樣信號(hào)帶寬運(yùn)行的較低采樣率模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 無(wú)法實(shí)現(xiàn)一個(gè)干凈的頻譜，這是因?yàn)檎鄯抵C波覆蓋了整個(gè)那奎斯特區(qū)域。

圖2：時(shí)鐘頻率為6144MHz，中央頻率1950MHz頻帶范圍內(nèi)，頻帶寬度為100MHz時(shí)的頻譜圖

你可以修改時(shí)鐘頻率來(lái)在所需頻率發(fā)生變化時(shí)保持一個(gè)潔凈頻譜。在使用傳統(tǒng)架構(gòu)時(shí)，對(duì)于頻率規(guī)劃的調(diào)整需要你修改合成器和IF或基帶濾波器級(jí)。只需調(diào)節(jié)采樣率，RF采樣架構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單頻率規(guī)劃調(diào)整。由于在不同頻帶下運(yùn)行只需要對(duì)時(shí)鐘頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，RF采樣架構(gòu)可以很輕松地適應(yīng)不同頻帶和應(yīng)用的要求。