基于合成器的IF调谐无线接收机的实现
–219 + 20 log 950 + 10 log (6.4 × 106) – 20 log 4 = –219 + 59.5 + 68 – 12 = –103.5 dBc/Hz
参考杂散将出现在偏离载波6.4MHz的频率上,量值很小(-90dBc),这是因为(a)4分频电路对应12dB的衰减,以及(b)——由 于这是固定频率的LO——环路带宽可以变得很小(例如20kHz)。简单地施加一路20dB/十倍频程的衰减,将可以进一步衰减寄生分量。
在200kHz、400kHz、600kHz和800kHz处将不存在参考杂散,而锁定时间也不成问题,因为在频率固定的RF电路中无需进行任何调谐操作。
调谐作用的IF电路
我们继续讨论DCS1800实例,图2示出了一种可调谐的IF电路,其调节范围从285MHz到380MHz,步进为200kHz。为了实现此功 能,PFD频率选用为3.2MHz ,相应产生的初始LO信号可以从4560变化到5760MHz,调谐的步进为3.2MHz。对这些频率进行16分频,就可以获得所需要的 285MHz~360MHz、步进为200kHz的信号。
可调谐的IF电路在最差情形下的位相噪声为:
–219 + 20 log 1800 + 10 log (3.2 × 106) – 20 log 16 = –219 + 65 + 65 – 24 = –113 dBc/Hz
参考杂散将出现在偏离载波3.2MHz处。通过选择500kHz的环路带宽, 在3.2MHz的杂散将低于-90dBc。在一个DSC系统中,参考杂散件小的的重要频率点是200kHz、400kHz、600kHz和800kHz。 不过在我们所提出的配置中,这些频率点上并不存在寄生分量,因为我们选用的PFD工作频率高达3.2MHz。
在环路带宽设定为500kHz, PFD频率为3.2MHz时,系统可以在10 µs以内完成锁相操作,且偏差在10°以内。图3所示的是频率锁定的响应特性。
图3 可调谐的IF电路锁定时间
滤波方面的考虑
上述的两种架构实质上都属于超外差,采用了两级下变频电路。在每一级电路中,滤波都有着关键性影响。
在图1中,位于LNA之前的RF滤波器可以抑制很强的带外干扰,IF滤波器可以选用窄带(在GSM体制中可以为200kHz)来抑制带内干扰。
在图2中,RF滤波器与图1中所示的相同。不过,图2中的IF滤波器不能采用窄带的。它必须能覆盖整个信号带宽,因为调谐是在其后才发生的。这意味 着,带内干扰信号将在信号链后面的基带处理中滤除。ADI可以提供若干种IF到基带的接收机,包括AD6650、AD6652、AD9870和 AD9874。在使用如图2所示的架构时,应该仔细考虑这些器件的选用。
结论
让PLL的内核以更高的PFD频率工作(最终的LO频率的整数倍)可以改善相位噪声、输出参考杂散和锁定时间性能。另外,可调谐的IF架构可以提供更高的性能,因为其倍频可以采用更高的整数倍。不过,需要精心考虑滤波方面的需求。
本文中所示的例子是针对整数N分频锁相环ADF4107的,但这种结构并不仅限于此,采用小数N分频体系结构,也能实现类似的性能改善。
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