数字无线电及软件无线电应用背景下的a／d转换器

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1、维普资讯http://www.cqvip.com＼枷7＼，应用背景下的A／D转换器7．圆．型3t7一要l介绍1A／D转换器的基本原理和关键参数．比较7几种典型的／数字无线电及软件无线电应用背景下的A／D转换器的性能，并且以AD6640为例．介绍7宽带、高速A／D转换器在软件PCS蜂窝基站接收机中的应用。关键词：A／D-~——塾兰垄壅兰苎!皇陋生Q．输出上产生噪声。量化器确定ADC的分辨一率．缓i中器可限制突发速率的通过量。、引言模数转换器(analog—tO-digitalCON—二、模数转换的基本原理ver

2、ter，简称ADC)是数字无线电及软件无线电设计中的关键部件之一。随着技术的发展，在A／D转换前，需先经过模拟滤波，其无线接收机中越来越多的模拟功能逐渐由软目的是把模拟信号带限。模数转换包括采样件或数字化硬件所取代。软件无线电的目标量化和编码三个过程。采样是把连续时间模是将数字化技术尽可能应用到最接近天线的拟信号z()转换成离散时间连续幅度的采部件中，从而在接收天线的输出端直接输出样信号z)。根据奈奎斯特采样定理，对：数字化射频(RF)信号，然后通过DSP器件采样带限信号(-，_啷为最高频率成分k()，编程来

3、实现后面所有的接收机功能。如果采样频率大于或等于2，脚，则可以用在无线电接收机中，ADC常用于RF或采样序列{x(nTs))无失真地重建恢复原始IF的宽带数字化．其结构如图1所示。ADC信号(￡)。实际上，由于ADC器件的非线性失真，量化噪声及接收机噪声等因索的影响，采样速率一般取=2．5-，。量化是把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号)。ADC最适于在图1用于RF和IF上的宽带数字化ADCRF及IF进行均匀量化的处理。量化的主要的关键参数受ADC的电路元器件的影响，问题就是量化误差．

4、假设噪声信号在量化电其中精度和线性主要是由采样保持电路决定平中是均匀分布的，则量化噪声均方值与量的，而采样时钟中的振动会在ADC的有效化间隔和ADC的输入阻抗值有关。编码是霉乃量落集委壬妻茎骚壶；；导师《微波与卫星通信)1998年第4期维普资讯http://www.cqvip.com将量化后的信号编码形成二进制代码输出。性·信噪比(SNR)三、ADC关键技术特性理论上ADC的SNR通常认为是6M(dB)，M为ADC分辨率的比特数。假设正弦无线接收机必须具有相当宽的动态范输入信号满载，量化噪声振幅假设为随机均围

5、，为了不让那些弱信号湮没”在强信号中，匀地分布在量化间隔上，SNR理论最大值可接收机必须有足够的灵敏度正确地恢复弱信表示为：号。同时，对线性要求比较严格，任何失真或sⅣR一6．02Md-1．76+1olog-。()和音将产生强信号阴影图象，从而不能辨别出真正的信号。(1)关于无线接收机ADC动态范围有两个其中，是采样频率，是模拟输入信号关键技术特性定义，即无寄生动态范围和互的最大频率调失真。·噪声功率比(NoisePowerRatio，简·无寄生动态范围(Spurious—free称NPR)DynamicRa

6、nge，简称SFDR)NPR特性可用于诸如移动蜂窝系统的在无线接收机中应用ADC，SFDR是一应用中。它的定义是窄带滤波器的带外噪声个非常重要的技术指标它可评估强信号干功率谱密度与窄带滤波器的带内噪声的功率扰下ADC同步监测徽弱信号的能力假定谱密度的比值NPR可提供ADC如何限制ADC输入信号是正弦波，则SFDR定义为正信道问相互干扰的信息弦信号功率均方根与最大寄生信号的均方根·全功率模拟输入带宽(Full—power的比值。SFDR技术特性适台应用于有用信AnalogInputBandwidth)号带宽比奈

7、奎斯特带宽小时的情况。在实际当ADC用于带通采样时，采样频率ADC中评估SFDR比较困难，因此通过测定要比ADC输入信号最大频率的2倍小，来获得SFDR技术特性。大多数应用中在整全功率模拟输入带宽的一般定义是：在满载个工作频段SFDR至少需70dB动态范围，正弦输入下，比输出正弦信号峰值低3dB的一般需要80dE，而GSM系统则需要规定频率范围。91dB动态范围。·总谐波失真(TotalHarmonicDistor一·互调失真(IntermodulationDistor-tion，简称THD)tion，简称I

8、MD)THD是描述单音输人情况下ADC的IMD是宽带无线接收机应用中的另一非线性特性。它的定义是谐波的均方根振幅．重要技术特性。IMD是描述同时有多音正弦与信号的均方根振幅之比．其中谐波的均方输人情况下ADC的非线性特性它的定义根振幅通常通过基频正弦波的前五次谐波的是谐波的均方根振幅与信号的均方根振幅之振幅平方和求方根而得到。比，其中谐波的均方根振幅一般通过主要谐·采样速率(SamplingRate