In het huidige veld van elektronische engineering heeft de continue verbetering van de chipintegratie het normaal gemaakt om een of meer radiofrequentiesystemen op een kleine chip te integreren.Deze technologische vooruitgang heeft architecturale innovaties teweeggebracht, met name de wijdverbreide acceptatie van nul-if en low-if architecturen.Deze architecturen hebben de voorkeur voor hun eenvoud en de eliminatie van de behoefte aan externe filters van een superheterodyne -ontvanger.Hoewel het RF -gedeelte aldus wordt vereenvoudigd, wordt de kalibratie van het digitale verwerkingsgedeelte complexer en belangrijker.Dit leidt tot een kernvraag: welke niet-ideale kenmerken in echte apparaten beïnvloeden de prestaties van RF-systemen?
Het eerste waar we ons op moeten concentreren, is thermische ruis en flikkeringsgeluid.Elk echt elektronisch apparaat genereert willekeurige ruis vanwege de willekeurige beweging van elektronen, dat wil zeggen thermische ruis.Een passieve weerstand R bij temperatuur T K genereert bijvoorbeeld ruisspanning.Als de belasting van deze weerstand wordt beschouwd als gelijk aan zichzelf, wordt de input van de ruisvermogen naar de belasting meestal uitgedrukt als KTB.Zonder de systeembandbreedte te overwegen, als de temperatuur T 290K is, is het ruisvermogen de bekende -174dBm/Hz.Tegelijkertijd kunnen de flikkeringsruis (1/F -ruis) in actieve apparaten niet worden genegeerd.Omdat het zich in de buurt van Direct Current (DC) bevindt, is de impact op nul-IF-architecturen bijzonder belangrijk en is de impact op low-if architecturen iets minder.
De volgende overweging is de faseruis van de lokale oscillator (LO).De oscillatoruitgang onder ideale omstandigheden kan worden weergegeven door een delta -functie in het frequentiedomein, maar in werkelijke situaties veroorzaakt faseruis vaak een rok in het uitgangssignaalspectrum.De impact van deze faseruis op de zendontvanger wordt voornamelijk gemanifesteerd in twee aspecten: ten eerste, de toename van in-band ruis veroorzaakt door de vermenigvuldiging van de lokale oscillator-fase-ruisband en het signaal;Ten tweede, de in-band ruis veroorzaakt door het mengen van het interferentiesignaal en de lokale oscillatorfaserruis.Ruis neemt toe, bekend als wederzijds mengen.
Bovendien is het bemonsteren van jitter ook een kritieke factor.Analog-naar-digitale converters (ADC's) en digitale naar-analoge converters (DAC's) vormen de grens tussen analoog en digitaal in zendontvangers.In het conversieproces tussen deze twee signaalvormen is een bemonsteringsklok nodig, wat in wezen een oscillatiesignaal is.Omdat het werkelijke oscillatiesignaal faseruis zal produceren, wat verschijnt als jitter in het tijddomein, wat leidt tot bemonsteringsfouten en verder genererende ruis.
De volgende dingen om naar te kijken zijn Carrier Frequency Offset (CFO) en bemonsteringsfrequentie -offset (SFO).In communicatiesystemen wordt de dragersfrequentie meestal gegenereerd door een fase-vergrendelde lus.Vanwege het lichte verschil in de dragersfrequentie van de zender (TX) en de ontvanger (RX), heeft de frequentie na conversie van de ontvanger echter een resterende frequentiefout, dat wil zeggen de carrierfrequentie -offset (CFO).Tegelijkertijd kan er ook een verschil zijn in de bemonsteringsfrequentie van de ADC en DAC, genaamd Sampling Frequency Offset (SFO), die ook een impact zal hebben op de systeemprestaties.
Bij het overwegen van de prestaties van een RF -systeem moet men zich ook bewust zijn van kwantisatieruis en afkapping van DAC's en ADC's.Bij het uitvoeren van analoog-naar-digitale conversie genereren deze apparaten kwantisatieruis, die op hun beurt een beperkte signaal-ruisverhouding (SNR) produceert.Daarom is het bij het ontwerpen van een ontvanger meestal noodzakelijk om voldoende winst te bieden in de ADC-front-end om ervoor te zorgen dat het geluidsniveau van de ADC zelf klein genoeg is om te worden genegeerd in vergelijking met het input thermisch geluidsniveau (gegenereerd door de voorkanteindcircuit).Het truncatie-effect van de ADC zal de piek-tot-gemiddelde vermogensverhouding (PAPR) van het signaal beperken, waardoor de SNR van het signaal wordt verslechterd.
Ten slotte zijn er kwadratuuronevenwichtigheden en niet -lineariteiten om te overwegen.Tijdens het upconversie- of downconversieproces kan de gebruikte kwadratuurmixer versterking mismatch en fasismismatch op de I- en Q-paden hebben, die de SNR van het signaal zullen beïnvloeden of out-of-band ruis genereert.De niet -lineariteit van het apparaat, met name de niet -lineariteit van de ontvanger, is vooral verantwoordelijk voor het omgaan met grote signaalinterferentie, wat we meestal intermodulatie -immuniteit noemen.Deze factoren bepalen gezamenlijk de prestaties van RF -systemen en het is cruciaal voor elektronische ingenieurs om deze factoren te begrijpen en te beheersen om passende beslissingen te nemen bij het ontwerpen en optimaliseren van RF -systemen.