W obecnej dziedzinie inżynierii elektronicznej ciągłe doskonalenie integracji ChIP sprawiło, że normalne jest integracja jednego lub więcej systemów częstotliwości radiowej na niewielkim układie.Ten postęp technologiczny spowodował innowacje architektoniczne, zwłaszcza powszechne przyjęcie architektur zero-IF i niskiego poziomu.Architektury te są preferowane za ich prostotę i wyeliminowanie potrzeby zewnętrznych filtrów odbiornika Superheterodyne.Jednak chociaż część RF jest zatem uproszczona, kalibracja cyfrowej części przetwarzania staje się bardziej złożona i ważna.Prowadzi to do podstawowego pytania: jakie cechy nie idealne w rzeczywistych urządzeniach wpływają na wydajność systemów RF?
Pierwszą rzeczą, na której musimy się skupić, jest hałas termiczny i migotanie.Każde prawdziwe urządzenie elektroniczne wygeneruje losowy szum z powodu losowego ruchu elektronów, czyli szumu termicznego.Na przykład rezystor pasywny w temperaturze T K wygeneruje napięcie szumu.Jeśli obciążenie tego rezystora jest uważane za równe sobie, wejście mocy szumu do obciążenia jest zwykle wyrażane jako KTB.Bez uwzględnienia przepustowości systemowej, jeśli temperatura T wynosi 290k, wówczas moc szumu będzie dobrze znana -174dBm/Hz.Jednocześnie nie można zignorować szumu migotania (szum 1/F) w aktywnych urządzeniach.Ponieważ znajduje się w pobliżu prądu stałego (DC), wpływ na architektury zero-IF jest szczególnie znaczący, a wpływ na architektury niskiej IF jest nieco mniejszy.
Następnym rozważaniem jest szum fazowy lokalnego oscylatora (LO).Wyjście oscylatora w idealnych warunkach może być reprezentowane przez funkcję delta w dziedzinie częstotliwości, ale w rzeczywistych sytuacjach szum fazowy często powoduje spódnicę w widmie sygnału wyjściowego.Wpływ tego szumu fazowego na transceiver przejawia się głównie w dwóch aspektach: po pierwsze, wzrost szumu wewnątrz pasmowego spowodowany pomnożeniem lokalnego pasma szumu fazowego oscylatora i sygnału;Po drugie, szum w pasm spowodowany mieszaniem sygnału interferencyjnego i lokalnego szumu fazowego oscylatora.Hałas wzrasta, znany jako wzajemne mieszanie.
Ponadto denerwowanie próbkowania jest również czynnikiem krytycznym.Konwertera analogowo-cyfrowe (ADC) i przetworniki cyfrowo-analogowe (DACS) tworzą granicę między analogowymi i cyfrowymi u nadajników.W procesie konwersji między tymi dwiema postaciami sygnałów potrzebny jest zegar próbkowania, który jest zasadniczo sygnałem oscylacji.Ponieważ faktyczny sygnał oscylacji wytworzy szum fazowy, który pojawia się jako drganie w dziedzinie czasu, prowadząc do błędów próbkowania i dalszego generowania szumu.
Kolejne rzeczy, na które należy spojrzeć, to przesunięcie częstotliwości nośnej (CFO) i przesunięcie częstotliwości próbkowania (SFO).W systemach komunikacyjnych częstotliwość nośna jest zwykle generowana przez pętlę blokowaną fazową.Jednak ze względu na niewielką różnicę częstotliwości nośnej nadajnika (TX) i odbiornika (RX) częstotliwość po konwersji odbiornika będzie miała błąd częstotliwości resztkowej, to znaczy przesunięcie częstotliwości nośnej (CFO).Jednocześnie może występować różnica w częstotliwości próbkowania ADC i DAC, zwanej przesunięciem częstotliwości próbkowania (SFO), która również będzie miała wpływ na wydajność systemu.
Rozważając wydajność systemu RF, należy również zdawać sobie sprawę z szumu kwantyzacji i obcięcia DAC i ADC.Podczas wykonywania konwersji analogowo-cyfrowej urządzenia te generują szum kwantyzacji, co z kolei wytwarza ograniczony stosunek sygnału do szumu (SNR).Dlatego przy projektowaniu odbiornika zwykle konieczne jest zapewnienie wystarczającego wzmocnienia w froncie ADC, aby zapewnić, że poziom hałasu samego ADC jest wystarczająco mały, aby można go było zignorować w porównaniu z wejściowym poziomem hałasu termicznego (generowanego przez przedni-obwód końcowy).Efekt obcięcia ADC ograniczy stosunek mocy szczytowej do średniej (PAPR) sygnału, pogarszając w ten sposób SNR sygnału.
Wreszcie, należy wziąć pod uwagę nieliniowości kwadraturowe i nieliniowości urządzeń.Podczas procesu konwersji w górę lub w dół, zastosowany kwadatury mikser może mieć niedopasowanie i niedopasowanie faz na ścieżkach I i Q, co wpłynie na SNR sygnału lub wygenerują szum poza pasmem.Nieliniowość urządzenia, zwłaszcza nieliniowość odbiornika, jest głównie odpowiedzialna za obsługę dużych zakłóceń sygnału, co zwykle nazywamy odpornością intermodulacji.Czynniki te wspólnie określają wydajność systemów RF i kluczowe znaczenie dla inżynierów elektronicznych rozumieją i opanowali te czynniki w celu podejmowania odpowiednich decyzji przy projektowaniu i optymalizacji systemów RF.