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雙通道時間交替模數轉換器增益和時序誤差的實時校準

—— 軟件定義無線電應用中
作者:DjamelHaddadi 時間:2015-05-01 來源:電子產品世界 收藏

  估算算法包括三個步驟:

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/273459.htm

  1. 提取出,并采用算法在子輸出端消除,產生時間離散信號x0和x1。這一算法要求在校準頻率上施加數字余弦/正弦參考信號。余弦波信號的產生可使用大小為4K (實際中K<64)的小規模查找表(LUT)來實現,而正弦波信號則可通過簡單地延時K值由余弦波信號來產生。

  2. 如圖2所示,使用算法,可從提取出的x0和x1信號中相應地估算出系數h0和h1

  3. 從等式3中得到的線性方程組中可計算出增益和時序誤差。

  估算完成后,增益和時序誤差被輸入到數字校準引擎,使用簡單的數字乘法器可對增益進行補償,時序誤差的校準可采用修正的小數延時濾波器完成,通過使用多相和對稱方法可降低濾波器實現的復雜度。估算和校準引擎都在子采樣速率下運行,估算模塊還可以采用降采樣的方案以便進一步優化。

  3 概念驗證

  可以使用圖3中所示的測試設置產生包含下述特性的復合測試信號:

  ● 中心為300 MHz的一路TM3.1、20 MHz 載波

  ● 253.44 MHz、-35 dBFS校準正弦波,對應于S=1、K=8、P=2K,

  由于該測試設置具有低噪聲和高線性度D/A]以及數控可變增益放大器(DVGA),因此擁有非常高的動態范圍。這里采用了集成有高分辨率可調增益和時序誤差功能的商用14位/500Msps TI。ADC原始數據通過FPGA進行采集,并使用Matlab軟件和IDT公司的校準算法來處理這些數據。TIADC的增益和時序誤差分別被設置為大約0.5dB和5ps,以便對最差情況進行仿真。

  圖4所示為校準前、后的數據功率譜圖。載波鏡像在校準前是-80dBFS,校準后減小了大約30dB,為-110dBFS水平。及其鏡像已經被提取和抵消算法完全消除,此性能是在大約200μs收斂時間內取得的。

  校準信號保持不變,而載波中心頻率則從50 MHz掃頻到400 MHz,以便對頻率行為進行評估。如圖5所示,得到的鏡像抑制(image rejection)表明,在兩個第一奈奎斯特區內,動態范圍的改進至少保持了30 dB。正如所預期的一樣,如果帶寬誤差沒有得到校準,會導致頻率受到限制,從而使鏡像抑制能力下降。

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