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高速資料轉換器──實現軟體無線射頻系統的關鍵

上網時間: 2007年07月20日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:DSP  軟體無線射頻系統  資料轉換器 

軟體無線射頻系統(Software-Defined Radio)結合了硬體與軟體技術,提供無線網路的基礎設施和終端裝置一套可重設組態的架構。DSP技術的進步可加快軟體無線射頻系統的發展,但高速資料轉換器技術才是實現軟體無線射頻系統的關鍵。雖然資料轉換器一直到不久前還無法滿足軟體無線射頻系統的效能要求,但如今情況卻已大不相同。

類比數位轉換器的考慮因素

高中頻架構雖就接收機硬體共通性而言較為理想,但需要類比數位轉換器提供很大的動態範圍,至於實際範圍通常則要由類比數位轉換器就系統中的效能而定。例如在行動電話基礎設施中,接收機必須在面對GSM 800/900和1800/1900分別為-13dBm和-26dBm的高功率阻隔訊號情形下,處理小於-100dBm的微弱訊號。這表示類比數位轉換器必須提供很大的無混附訊號動態範圍(SFDR)和訊號雜波比(SNR),才能達到接收機對於這項協定的要求。

類比數位轉換器的速度也會直接影響接收機的設計。提高轉換器的取樣速率可以增加訊號的超取樣比值(Oversampling Ratio)或減少其次取樣比值(Undersampling Ratio),實際效果則視系統的中頻而定。除此之外,速度較高的類比數位轉換器還能把雜訊分散到更大的頻寬。設計人員可藉由精準的頻率規劃來利用這項特性。

以取樣速率分別為100MSPS和250MSPS的兩顆高速類比數位轉換器為例,假設它們的訊號雜波比都是70dBFS,第一顆轉換器的有效雜訊就等於-147dBFS/Hz,速度較快的轉換器則只有-151dBFS/Hz。雖然諧波失真常會影響產品的SFDR效能,謹慎的頻率規畫卻能將失真諧波移到目標頻寬以外。速度較快的元件可以減少雜訊的影響,故能用來設計靈敏度更高的接收機。這項附帶好處通常又稱之為處理增益(Processing Gain),它是使用超高取樣速率的類比數位轉換器的重大優點,例如13位元、250MSPS的ADS5444。

請下載PDF文件,以閱讀完整文章。

作者:德州儀器Juan C. Garcia與Yiannis N. Papantonopoulos




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