数字接收机中ADC和射频器件的动态性能要求

时假定设计目标是ADC导致的总噪声系数的恶化不超过0.2dB，以满足CDMA基站接收机的灵敏度要求。这样一个噪声系数值应该为空中接口留有足够的余量，不过最终结果取决于末级检波器的 Eb/No (比特能量与噪声功率频谱密度的比值)的要求。基于表1的MAX1418的热噪声 + 量化噪声基底,当器件时钟为61.44Msps (50x码片率)时，其等效噪声系数为26.9dB。由于采用了过程增益控制，1.23MHz CDMA频道带宽下的ADC噪声比Nyquist宽带下的ADC噪声低14dB。一般情况下，为了获得3.7dB的接收机级联噪声系数,总增益要达到 36dB。

图2. 无阻塞情况下的ADC噪声分布

当ADC前端增益为36dB时,天线端超过-30dBm的单音阻塞电平将超出ADC的输入量程。cdma2000®蜂窝基站标准规定，天线端允许的最大阻塞电平为-30dBm，此时，前端增益就需要降低6dB，这样在标准规范允许的余量范围之内,允许加到ADC上的最大阻塞信号更大一些。假设留有2dB的余量，前端增益减小6dB就可使天线端的最大阻塞电平变为-26dBm，ADC的最大允许输入信号变为+4dBm (见图3)。当出现单音阻塞时，蜂窝标准允许总的干扰(噪声+失真)相对于参考灵敏度来说恶化3dB，可这3dB在噪声和失真之间如何分配就留给了设计人员。

假设：出现阻塞信号时，AGC增益为6dB，设计允许RF前端级联噪声加失真可以使NF下降1dB (标称值为3.5dB)。当ADC前端增益仅为30dB时，ADC的SNR决定了其有效噪声系数为29.4dB，级联接收机在"阻塞条件'下的噪声系数为 5.7dB，这比根据接收机灵敏度计算出来的3.7dB的噪声系数低了2dB。由于在此计算当中未将杂散特性考虑在内，ADC的无杂散动态范围 (SFDR)还允许额外降低1dB。当存在阻塞信号时，SINAD可被用于计算有效NF，不再分别计算噪声和SFDR基值。

图3. 出现阻塞情况下的ADC噪声响应
MAX1211允许一次下变频结构

如果在较高的IF段能够获得足够的SNR和SFDR指标，欠采样电路可以用于一次下变频结构。Maxim的MAX1211 12位、65Msps转换器就是采用这一结构设计的，它的引脚与即将推出的80Msps及95Msps转换器兼容，此系列器件可对频率高达400MHz的输入信中频号进行直接采样，此外，它还具有其它先进的性能，如时钟输入可以是差分信号也可是单端信号，时钟占空比可以在20%到80%之间，另外，还设计有数据有效指示器(以简化时钟及数据时序)，采用小型40引脚QFN (6mm x 6mm x 0.8mm)封装，二进制补码和格雷码数字输出格式。表2列出了模拟输入频率为175MHz时MAX1211的典型交流特性。

表2. MAX1211电特性
Parameter Condition Symbol Typ Value Units
Resolution N 12 Bits
Analog Input Range VID 2 VP-P
Differential Input Resistance RIN 15 kΩ
AC Specifications fCLK = 65Msps
Thermal + Quantization Noise Floor Analog input = -35dBFS Nfloor 69.3 dBFS
Signal-to-Noise Ratio Analog in = -0.2dBFS fIN = 32.5MHz
fIN = 175MHz SNR 68.3
66.8 dB
Spurious-Free Dynamic Range Analog in = -0.2dBFS fIN = 32.5MHz
fIN = 175MHz SFDR 82.4
79.7 dB
Signal-to-Noise-and-Distortion Analog in = -2dBFS fIN = 32.5MHz
fIN = 175MHz SINAD 68.1
66.5 dB

较之两次变频结构，一次变换器具有明显的优势。由于省去第二级下变频混频器、第二级中频增益电路以及第二级LO合成器，元件数量及电路板空间可减少约10%，节约成本$10至$20。
不同结构的杂散考虑

如果需要进一步节省元件数、线路板空间，降低功耗及成本，可采用下面给出的一次变频结构。假定设计的cdma2000接收机工作在PCS频段，采样速率为61.44Msps，合成器基准频率为30.72MHz，第一中频的中心选在6阶Nyquist频段169MHz，带宽约为1.24MHz。对于 DDS结构，采用相同的169MHz第一中频，第二中频的中心频率在46.08MHz的2阶Nyquist频段。

表3. 用于SDC和DDC架构的假设杂散特性
SDC DDC Parameter Value
x x Receive band 1904.3800 to 1905.6200MHz
x x Clock Frequency 61.44000MHz
x x Max clock harmonic 30
x x Synthesizer ref freq 30.7200MHz
x x Max synthesizer harmonic 40
x x First injection LS 1736.0000MHz
x x Max 1st LO harmonic 5
x x Receive image band 1566.3800 to 1567.6200MHz
x x First IF band 168.3800 to 169.6200MHz
x Second injection LS 122.9200MHz
x Max 2nd LO harmonic 5
x 1st IF image band 76.2200 to 77.4600MHz
x Second IF band 45.4600 to 46.7000MHz

表3列出了采用单载波、一次