零中频的优势： PCB 尺寸减小 50% ， 成本降低三分之二

AD9371的关键性能指标

噪声系数

图15和图16展示了AD9371的典型噪声系数特性。第一张图展示了较宽的射频频率，在该频谱中，噪声系数相对平坦。该器件的输入结构采用衰减器的形式，因此，对于每dB，噪声系数增加1 dB。假设最差条件噪声系数为16 dB，衰减为零，外部增益差异允许约4 dB的衰减，则可假设总噪声系数为20 dB。对于一个提供至少24 dB增益的外部LNA (0.8 dB)，系统噪声系数为2 dB。


图15. AD9371噪声系数（0 dB衰减和40 MHz带宽）

在图16中，噪声系数为带外阻塞相对于AD9371输入的函数。设外部增益为24 dB，在相对于天线连接器–24 dBm处，会相对于该器件输入出现0 dBm。如果只考虑AD9371的影响，若集成接收器下降3 dB，则噪声系数的总体下降幅度约为1 dB。


图16. AD9371 NF与带外信号功率的关系

镜像抑制

与LO泄漏类似，接收镜像抑制可基于图17所示信息进行估算。当天线端的典型输入电平为–40 dBm时，则可以估算出，镜像要优于比天线端口低80 dB或–120 dBm的水平。


图17. 接收器镜像抑制

结论

虽然从历史上来看，零中频架构一直局限于低性能应用，但是，AD9371一类的新产品却具有改变现状的性能。这些器件不但能提供比肩中频采样接收器的性能，同时还要更进一步，通过对无线电进行分区，形成了更加强大的架构，不但能降低制造成本，还能在部署后降低运营成本。低成本解决方案设计不再需要牺牲无线电性能，使得用户可以集中时间和资源去开发应用，无需担心无线电的实现问题。

参考电路

1虽然本文主要讨论接收器，但对发射器同样适用。对于发射器， 零中频成为公认的高性能架构已经超过十年。

2如本文所述，典型的零中频接收器在同一封装中还包括一条完整 的发射路径 (AD9371)。

3R. H. Walden."模数转换器调查与分析"。IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 1999年4月.

4Boris Murmann. "1997-2015年ADC性能调查."斯坦福大学，2015年。

作者

Brad Brannon 自北卡罗来纳州立大学毕业至今，已在ADI公司工作32年。在ADI公司，他先后在设计、测试、应用和系统工程等领域担任多个职位。Brad撰写过大量论文和应用笔记，主题涉及数据转换器计时、无线电设计、ADC测试等。目前，Brad负责4G和5G接收架构系统工程的工作。