En el campo actual de la ingeniería electrónica, la mejora continua de la integración de chips ha hecho normal integrar uno o más sistemas de radiofrecuencia en un chip pequeño.Este avance tecnológico ha provocado innovaciones arquitectónicas, especialmente la adopción generalizada de arquitecturas cero si y de baja si if.Estas arquitecturas son favorecidas por su simplicidad y la eliminación de la necesidad de filtros externos de un receptor superheterodino.Sin embargo, aunque la parte de RF se simplifica, la calibración de la parte de procesamiento digital se vuelve más compleja e importante.Esto lleva a una pregunta central: ¿qué características no ideales en dispositivos reales afectan el rendimiento de los sistemas de RF?
Lo primero en lo que tenemos que centrarnos es el ruido térmico y el ruido de parpadeo.Cualquier dispositivo electrónico real generará ruido aleatorio debido al movimiento aleatorio de electrones, es decir, ruido térmico.Por ejemplo, una resistencia pasiva a la temperatura T K generará voltaje de ruido.Si la carga de esta resistencia se considera igual a sí misma, la entrada de potencia de ruido a la carga generalmente se expresa como KTB.Sin considerar el ancho de banda del sistema, si la temperatura t es 290k, entonces la potencia de ruido será el conocido -174dbm/Hz.Al mismo tiempo, el ruido del parpadeo (ruido 1/f) en dispositivos activos no se puede ignorar.Debido a que se encuentra cerca de la corriente continua (DC), el impacto en las arquitecturas cero-if es particularmente significativa, y el impacto en las arquitecturas de baja si if es ligeramente menor.
La siguiente consideración es el ruido de fase del oscilador local (LO).La salida del oscilador en condiciones ideales puede representarse mediante una función delta en el dominio de frecuencia, pero en situaciones reales, el ruido de fase a menudo causa una falda en el espectro de señal de salida.El impacto de este ruido de fase en el transceptor se manifiesta principalmente en dos aspectos: primero, el aumento del ruido en la banda causado por la multiplicación de la banda de ruido de fase del oscilador local y la señal;En segundo lugar, el ruido de banda causado por la mezcla de la señal de interferencia y el ruido de la fase del oscilador local.El ruido aumenta, conocido como mezcla recíproca.
Además, la fluctuación de muestreo también es un factor crítico.Los convertidores analógicos a digitales (ADC) y los convertidores digitales a analógicos (DAC) forman el límite entre analógico y digital en transceptores.En el proceso de conversión entre estas dos formas de señal, se necesita un reloj de muestreo, que es esencialmente una señal de oscilación.Dado que la señal de oscilación real producirá ruido de fase, lo que aparece como jitter en el dominio del tiempo, lo que lleva a errores de muestreo y generando ruido.
Lo siguiente que debe observar es el desplazamiento de frecuencia de portador (CFO) y el desplazamiento de frecuencia de muestreo (SFO).En los sistemas de comunicación, la frecuencia portadora generalmente se genera mediante un bucle de fase bloqueado.Sin embargo, debido a la ligera diferencia en la frecuencia portadora del transmisor (TX) y el receptor (RX), la frecuencia después de la conversión del receptor tendrá un error de frecuencia residual, es decir, el desplazamiento de frecuencia del portador (CFO).Al mismo tiempo, también puede haber una diferencia en la frecuencia de muestreo del ADC y DAC, llamado desplazamiento de frecuencia de muestreo (SFO), que también tendrá un impacto en el rendimiento del sistema.
Al considerar el rendimiento de un sistema de RF, también se debe tener en cuenta el ruido de cuantización y el truncamiento de DAC y ADC.Al realizar una conversión analógica a digital, estos dispositivos generan ruido de cuantización, lo que a su vez produce una relación señal / ruido limitada (SNR).Por lo tanto, al diseñar un receptor, generalmente es necesario proporcionar una ganancia suficiente en el front-end de ADC para garantizar que el nivel de ruido del ADC en sí sea lo suficientemente pequeño como para ser ignorado en comparación con su nivel de ruido térmico de entrada (generado por el frente-Circuito final).El efecto de truncamiento del ADC limitará la relación de potencia de pico a promedio (PAPR) de la señal, deteriorando así la SNR de la señal.
Finalmente, hay desequilibrios de cuadratura y no linealidades del dispositivo a considerar.Durante el proceso de conversión ascendente o de conversión descendente, el mezclador de cuadratura utilizado puede haber ganado desajuste y desajuste de fase en las rutas I y Q, lo que afectará la SNR de la señal o generará ruido fuera de banda.La no linealidad del dispositivo, especialmente la no linealidad del receptor, es el principal responsable de manejar grandes interferencias de señal, que es lo que generalmente llamamos inmunidad de intermodulación.Estos factores determinan conjuntamente el rendimiento de los sistemas de RF, y es crucial que los ingenieros electrónicos comprendan y dominen estos factores para tomar decisiones apropiadas al diseñar y optimizar los sistemas de RF.