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软件定义无线电应用的转换器增益和时序误差实时校准

作者:时间:2014-06-24来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/259396.htm

移动数据的爆炸式增长推动了通信基础设施新接收器体系结构的发展,以实现更大的容量和更高的灵活性。系统将会成为下一代通信系统,该系统主要基于可以在天线侧进行采样,同时又支持大动态范围的高功效RF ADC。这类ADC采用非常先进的CMOS技术设计,使用时间交织(TIADC)体系结构获得了非常高的采样率。这一体系结构的缺点是时变失配误差,需要进行实时。本文介绍了一种新型的增益和时序失配误差背景方法,通过不太复杂的数字信号处理算法来实现这一方法。

双通道TI ADC失配误差

提高ADC速度一种有效的方法是两个ADC并行工作,不需要相位采样时钟。子ADC传输函数之间不可避免的微小失配会导致出现杂散谐波,大幅度劣化了实际动态范围。这种ADC有四类误差:DC失调误差、静态增益误差、和带宽误差。

在实际中,采用数字技术,DC失调误差处理起来比较简单。其中,带宽误差是最难处理的,一般需要通过谨慎的设计和布局来消除。本文中,我们将重点关注增益和校准,因为这是导致动态范围减小的主要因素。

建议的校准方法

在实际中,ADC的Nyquist带宽不会全部用掉,其中的一部分通常专门为抗混叠滤波器的滚降特性预留。这一空闲的频带可以被用于注入受约束的校准信号。校准信号使用正弦波,因为正弦波很容易生成纯净的频谱,这样有两个主要的特性可以被应用:

1. 振幅可以保持的足够小,以避免对动态范围有任何影响,同时提供了很好的估算精度。试验表明,-40 dBFS至-35 dBFS电平范围适用于14位ADC。

2. 频率限制在以下离散值上,以便降低数字信号处理算法的复杂度:

(公式1)

其中,Fs是TI ADC采样频率,P和K是无符号整数,S=±1,具体取决于校准信号相对于Nyquist区边沿的位置(参见图1)。校准信号可以很容易的在片上通过使用 小数N分频PLL以ADC时钟作为参考信号来产生。选择足够高的K值,校准信号的谐波会在有用带宽之外混叠,这会降低滤波要求。在PLL输出采用可编程衰 减器能够实现摆幅调整。


图1:频率规划显示了校准信号的位置。


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