基站射頻卡時(shí)鐘樹(shù)設計方案
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ADC抖動(dòng)的其他影響
由于A(yíng)DC是采樣數據系統，而不是完全線(xiàn)性的轉換，在有用輸入信號、不需要的(“阻斷”)信號和采樣時(shí)鐘之間，它們也將受到互調積所有相同的影響。
然而，還有另一種推動(dòng)ADC采樣時(shí)鐘規格的影響。這就是孔徑抖動(dòng)效果，如圖3所示。
圖3 ADC的孔徑抖動(dòng)
其基本概念是，任何時(shí)間不確定性的采樣都可以通過(guò)三角法轉換成該采樣振幅的不確定性。振幅的不確定性可導致ADC信噪比的下降。一旦已知了輸入信號的頻率，RMS抖動(dòng)目標可確定為ADC的理想信噪比。一旦達到目標，ADC內的時(shí)鐘樹(shù)固有抖動(dòng)即可分解出來(lái)，以確定采樣時(shí)鐘的目標RMS抖動(dòng)規格。
時(shí)鐘抖動(dòng)對DAC的影響
用于發(fā)送路徑的數模轉換器(DAC)把一個(gè)數字表示的基帶信號轉換為一個(gè)模擬表示的基帶信號，以便隨后轉換為RF頻率，并放大到所需的發(fā)射功率。射頻卡設計師將關(guān)注固定卡的頻率規劃，以確保DAC的采樣頻率不會(huì )與接收卡端的臨界頻段重疊。這很重要，因為DAC受到來(lái)自?xún)蓚€(gè)潛在機制的頻率生成圖像的影響。
第一種機制與ADC和混頻器中發(fā)生的情況相同，采樣時(shí)鐘的卷積(fLO)和輸入信號(fIN) 產(chǎn)生的頻率都在N·fLO+M·fIN。此卷積結果來(lái)自于轉換器的非線(xiàn)性。對采樣時(shí)鐘抖動(dòng)有關(guān)要求的影響與ADC類(lèi)似。
第二個(gè)機制是大多數DAC工作方式中不可避免的結果。如圖4所示，在每個(gè)采樣時(shí)鐘沿，DAC的輸出將很快切換到一個(gè)新的電壓等級以代表數字采樣值。此值將保持到下一次采樣的時(shí)鐘沿。輸出僅匹配每一次采樣時(shí)鐘的所需波形。
圖4 DAC輸出與理想輸出的比較(在之前重建濾波器)
這將導致引入誤差能量。此外，大多數DAC都將受到某種時(shí)鐘饋通的影響，導致N·fLO進(jìn)一步出現尖峰。為此，采樣時(shí)鐘頻率往往會(huì )大大高于奈奎斯特的要求，這樣饋通尖峰就遠遠超出了響應頻率，因此可以很容易地濾波。
DAC輸出波形將通過(guò)模擬重建濾波器盡可能多地消除這類(lèi)不必要的頻率。如果時(shí)鐘抖動(dòng)和相位噪聲邊緣可以很好地控制，濾波器的設計將更加容易，實(shí)現成本也較低。除了采樣時(shí)鐘在特定偏移條件下的具體位噪聲水平要求，還有一個(gè)頻率范圍內集成RMS抖動(dòng)的規范。這是由于時(shí)鐘抖動(dòng)造成理想輸出波形的畸變。這將降低DAC的總諧波失真(THD)或信噪加失真比(SINAD);必須保持在規范以?xún)?，以防止降?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/射頻卡">射頻卡的誤差矢量幅度(EVM)。在發(fā)送端，較低的時(shí)鐘抖動(dòng)可直接讓EVM更好，或用來(lái)放寬波峰因數/峰均功率比降低電路的設計限制。
射頻卡內的相位調整要求
除了基本的語(yǔ)音和數據傳輸服務(wù)，許多移動(dòng)用戶(hù)還需要其他服務(wù)。例如，利用一組信號發(fā)射塔通過(guò)三角法實(shí)現用戶(hù)的精確定位。當所有天線(xiàn)在彼此發(fā)射和接收相位校準信號時(shí)，通過(guò)射頻三角法可以實(shí)現最佳的精確定位。一些這樣的服務(wù)需要獨立的基站在其之間以少于50ns的速度運行。一個(gè)射頻卡的預算在于：相對于同一系統中的其他無(wú)線(xiàn)卡，它可能引入多少相差異。這就是每個(gè)射頻卡利用一個(gè)內部時(shí)鐘輸入信號生成其內部所有頻率的另一個(gè)原因。它可確?？ㄉ纤袝r(shí)鐘的相位校準至少有一個(gè)共同的出發(fā)點(diǎn)。
總結
射頻卡需要利用一個(gè)往往有噪聲的輸入時(shí)鐘生成各種時(shí)鐘。這些輸出時(shí)鐘當中很少與輸入時(shí)鐘是整數關(guān)系。所有時(shí)鐘必須注意其總噪聲數量，以防止噪聲耦合到關(guān)鍵電路。專(zhuān)門(mén)針對混頻功能的時(shí)鐘包括ADC和DAC，對RMS抖動(dòng)以及噪聲邊緣都有嚴格的規范，以避免射頻信號路徑中產(chǎn)生阻斷信號。
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