《電子技術應用》
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無線設計受益于快速DAC
摘要: 全球的先進多載波無線和寬帶通信設備都需要較高的數(shù)據(jù)速率和復雜的調(diào)制方案。對于耗費數(shù)百億英鎊的無線基礎設施,信號鏈中的每一個器件都需要盡可能地優(yōu)化,以提高性能、降低成本并減小功耗。
Abstract:
Key words :

  全球的先進多載波無線和寬帶通信設備都需要較高的數(shù)據(jù)速率和復雜的調(diào)制方案。

  對于耗費數(shù)百億英鎊的無線基礎設施,信號鏈中的每一個器件都需要盡可能地優(yōu)化,以提高性能、降低成本并減小功耗。

  在發(fā)射機設計中,插值濾波器可通過將DAC鏡像移出帶外,來降低數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)與上變頻級之間的模擬濾波要求。

  同時,在高速DAC中集成使用數(shù)控振蕩器(NCO)的精密復雜調(diào)制功能,可進行更高中頻(IF)信號合成,這樣就無需在RF鏈中配置鏡像抑制濾波器,或者可降低對該濾波器的要求。

  IF頻率進行微調(diào)同樣可降低生成發(fā)射本振(LO)的要求。 利用NCO可滿足通信系統(tǒng)對于信道柵或頻率步進大小的要求,不必通過發(fā)射(TX)本振鎖相環(huán)(PLL)的分頻比吸收該步進大小,否則會導致更多的小數(shù)雜散。

  線性度和效率

  為了幫助實現(xiàn)發(fā)射機效率,可利用數(shù)字基帶處理糾正通信系統(tǒng)中RF/微波放大器、電纜和其他器件的線性缺陷。

  數(shù)字預失真(DPD)和波峰因素降低(CFR)等先進數(shù)字算法,也將成為最受歡迎的功率放大器(PA)線性化技術,并將發(fā)射機效率從低于10%提高到超過40%。

  數(shù)字預失真算法需要一個觀測接收機,通過其中的高帶寬ADC對PA輸出的耦合版本進行下變頻處理。

  發(fā)射波形的數(shù)字版本與接收波形相比較,由自適應算法計算或更新一系列參數(shù),以便預加載下一個發(fā)射波形。

  由于融合了自適應算法,PA得到線性化處理,從而使輸出失真顯著降低。與其他模擬線性化方法(例如前饋線性化)相比,速度提高以及向精細線工藝過渡,都會使多天線發(fā)射系統(tǒng)的數(shù)字預失真更具可伸縮性。

  用于產(chǎn)生信號的DAC

  超高速DAC已經(jīng)成為現(xiàn)代基站和各類無線基礎設施(WIFR)系統(tǒng)設計中的主要信號發(fā)生器。現(xiàn)在,這些DAC也能實現(xiàn)以前由各種附加電路元件(包括基帶處理器)完成的很多功能。

  這賦予設計師更大的靈活性,使設計更簡單、成本和功耗更低,而且還提高了信號質(zhì)量。 隨著數(shù)字接口更多地采用低電壓差分信號(LVDS),數(shù)據(jù)速率可達到1200兆采樣/秒甚至更高,同時功耗和電源電壓保持較低水平。DAC采用高輸入數(shù)據(jù)速率有助于增加發(fā)射路徑輸入帶寬,從而支持更高階數(shù)字預失真(DPD)算法或更寬的校正帶寬。

  LVDS輻射更小,能提供更好的抗擾度和時序。

  現(xiàn)在,信號處理DAC可以在復雜的中頻(IF)直接變頻架構中工作, 并提供經(jīng)過完全調(diào)制的IF I和Q信號,可直接通過模擬正交調(diào)制器和功率放大器(PA)送入天線,無需進行額外的信號調(diào)制。 DAC內(nèi)置LVDS接口能提供更大的靈活性,支持標準32位總線的二分之一或四分之一寬度配置,從而盡量減少小系統(tǒng)中的互連。

  全球的先進多載波無線和寬帶通信設備都需要較高的數(shù)據(jù)速率和復雜的調(diào)制方案。

  對于耗費數(shù)百億英鎊的無線基礎設施,信號鏈中的每一個器件都需要盡可能地優(yōu)化,以提高性能、降低成本并減小功耗。

  在發(fā)射機設計中,插值濾波器可通過將DAC鏡像移出帶外,來降低數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)與上變頻級之間的模擬濾波要求。

  同時,在高速DAC中集成使用數(shù)控振蕩器(NCO)的精密復雜調(diào)制功能,可進行更高中頻(IF)信號合成,這樣就無需在RF鏈中配置鏡像抑制濾波器,或者可降低對該濾波器的要求。

  IF頻率進行微調(diào)同樣可降低生成發(fā)射本振(LO)的要求。 利用NCO可滿足通信系統(tǒng)對于信道柵或頻率步進大小的要求,不必通過發(fā)射(TX)本振鎖相環(huán)(PLL)的分頻比吸收該步進大小,否則會導致更多的小數(shù)雜散。

  線性度和效率

  為了幫助實現(xiàn)發(fā)射機效率,可利用數(shù)字基帶處理糾正通信系統(tǒng)中RF/微波放大器、電纜和其它器件的線性缺陷。

  數(shù)字預失真(DPD)和波峰因素降低(CFR)等先進數(shù)字算法,也將成為最受歡迎的功率放大器(PA)線性化技術,并將發(fā)射機效率從低于10%提高到超過40%。

  數(shù)字預失真算法需要一個觀測接收機,通過其中的高帶寬ADC對PA輸出的耦合版本進行下變頻處理。 發(fā)射波形的數(shù)字版本與接收波形相比較,由自適應算法計算或更新一系列參數(shù),以便預加載下一個發(fā)射波形。

  由于融合了自適應算法,PA得到線性化處理,從而使輸出失真顯著降低。與其它模擬線性化方法(例如前饋線性化)相比,速度提高以及向精細線工藝過渡,都會使多天線發(fā)射系統(tǒng)的數(shù)字預失真更具可伸縮性。

  用于產(chǎn)生信號的DAC

  超高速DAC已經(jīng)成為現(xiàn)代基站和各類無線基礎設施(WIFR)系統(tǒng)設計中的主要信號發(fā)生器。現(xiàn)在,這些DAC也能實現(xiàn)以前由各種附加電路元件(包括基帶處理器)完成的很多功能。

  這賦予設計師更大的靈活性,使設計更簡單、成本和功耗更低,而且還提高了信號質(zhì)量。

   隨著數(shù)字接口更多地采用低電壓差分信號(LVDS),數(shù)據(jù)速率可達到1200兆采樣/秒甚至更高,同時功耗和電源電壓保持較低水平。DAC采用高輸入數(shù)據(jù)速率有助于增加發(fā)射路徑輸入帶寬,從而支持更高階數(shù)字預失真(DPD)算法或更寬的校正帶寬。

   LVDS輻射更小,能提供更好的抗擾度和時序。

  現(xiàn)在,信號處理DAC可以在復雜的中頻(IF)直接變頻架構中工作, 并提供經(jīng)過完全調(diào)制的IF I和Q信號,可直接通過模擬正交調(diào)制器和功率放大器(PA)送入天線,無需進行額外的信號調(diào)制。 DAC內(nèi)置LVDS接口能提供更大的靈活性,支持標準32位總線的二分之一或四分之一寬度配置,從而盡量減少小系統(tǒng)中的互連。

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