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中频处理子系统 1 引言 1.1 引入 软件无线电的关键技术：第一，需要研究一个开放式、可扩展、标准化的软件、硬件平台结构。第二，需要研究实现适合于软件无线电系统的高性能射频、数字信号处理器件。第三，需要研究适合于软件无线电的多波段、多速率、多模式信号接收理论和实现方法。 一方面由于软件无线电在高中频甚至是在射频进行数字化，这样可以减少模拟环节，使得前端引入的噪声更少，信号失真更小，电路更简洁、软件无线电和普通的窄带接收机相比，瞬时处理的带宽更宽，动态范围更大、可扩展性更好。 另一方面目前市场上的A/D转换器的采样频率不能达到射频所发射的频率，因此涉及到变频至中频。 1.2 作用 完成高速ADC、高速DAC、数字下变频（DDC）、数字上变频（DUC）功能； 芯片通过监控子系统进行配置才能正常工作，实现模拟信号和数字基带信号的互相转换 数字上变频（DUC）和数字下变频（DDC）功能逐渐由FPGA来实现；使用FPGA既可以实现载波选频产品，也可以实现宽带选频产品； 2 组成 2.1 ADC前端驱动电路－常用器件 2.1.1 Transformer 包含两类：普通的transformer或者balun a)无源器件，不会给ADC前端带来额外的噪声，影响ADC SNR性能的测量； b)可以有效地隔离信号源地直流分量； c)使用不同匝数比的transformer，可以方便地实现升压或者降压 d)应用电路简单，调试方便； 2.1.2 有源器件(运放等) a)可以提供增益输入，但是由于是有源器件，产生的噪声会影响到ADC的SNR性能； b)外围电路较复杂，设计时需要考虑运放的输出阻抗、setting time等指标与ADC芯片的接口； c)由于增益带宽积的存在，在宽带应用中受到限制。 基于以上特点的考虑，我们的设计中一般使用transformer来驱动ADC。 2.2 ADC前端驱动电路－Trans的主要指标 insertion loss(插入损耗) 实际的transformer都会有插损，中频应用中一般在1dB以下 input return loss（输入端回波损耗）：允许用户设计匹配电路在某些频段满足transformer的响应特性 magnitude imbalance 和 phase imbalance（幅度不平衡和相位不平衡）：理想的transformer的差分端信号应该是幅度相同相位相反的，???际的巴伦总存在幅度和相位的不平衡。这种不平衡经过ADC的传输特性后就会导致ADC的输出信号中存在偶次谐波分量。而且根据理论分析，相位不平衡对偶次谐波分量的影响更大。 2.3 ADC前端驱动电路－设计注意事项 设计时尽量选用相位、幅度不平衡较小的transformer，在中频频率低于100MHz时，不平衡带来的影响较小，可以选择单transformer；在中频频率高于100MHz时，一定要选用双巴伦或者双transformer来减小不平衡的影响。下图是采用单transformer、双巴伦和双transformer时，幅度不平衡和相位不平衡随频率的变化曲线 由图可以看出，在高于100MHz的应用时单transformer的相位不平衡度恶化很严重，使用双巴伦或者双transformer可以有效地改善相位不平衡，代价就是幅度不平衡有些增加，前述分析也指出，幅度不平衡对二次谐波的恶化贡献很小，因此总的二次谐波分量是减小的。 设计时，使用双巴伦的设计可以根据需要只焊接一个巴伦从而节省单板成本，因此相对双transformer的结构来说更灵活，实际中应用较多。 由于匝数比高的transformer中不平衡问题较难解决，因此在设计中尽量选用1:1的transformer或巴伦。目前公司较多的1:1的transformer有ADT1-1WT，TC1-1T，巴伦有ETC1-1-13（Maba-007159）、TC1-1-13等。 阻抗匹配的设计，目的：从transformer输入端看进去的阻抗为50欧姆，可以在初级进行匹配，也可以在次级进行匹配。 其中RT=60.4?，Rs=25?，则 差分线到ADC的模拟输入口之间一般串一个小电阻用于隔离ADC内部的开关信号对信号源的影响，布局时串阻要尽量靠近ADC侧；如果ADC要求输入的差分模拟信号具备共模电压输入，注意加共模电压的方法 2.4 A/D 2.4.1 原理 采样：奎斯特采样： 带通信号采样： 且 量化：舍入法和截断法。 编码 2.4.2 主要性能 转换灵敏度