怎么优化系统的EVM?收发信机的互调与EVM分析

互调干扰是当两个或多个干扰信号同时进入接收机时,由于传输信道中非线性电路产生的,主要受接收机非线性度影响。通过合理分配整个通道的增益、选择oip3高的放大器及混频器、选择带外抑制度高的滤波器,可提高通道的带外互调水平。
那么具体的是怎么设计的呢?
l 互调的定义
一个双音输入电压的数学形式可用式(1.1)表示:
(1.1)
式(1.1)按照泰勒公式展开,如式(1.2)所示,
(1.2)
式(1.2)可继续展开得到式(1.3):
(1.4)
定义p2ω1-ω2为3阶交调的混频产物,p3定义为的线性产物,p2ω1-ω2则可由式(1.5)所示:
(1.5)
用db可由式(1.6)所示:
为元件噪声功率。
l 互调对系统线性的要求
由上述公式可以推导出
iip3=ps+1.5*互调抗扰度+snr
预算静态iip3=-16dbm, 全温恶化2~3dbm, 系统iip3=-13dbm,根据对系统的仿真计算系统iip3=-8dbm,满足系统的线性要求。
注意:对于超外差系统,由于中频滤波器带宽较窄,互调的产生到滤波器结束,因此iip3的影响计算到混频器。
对于零中频系统,互调产生于整个系统,iip3的计算到整个模拟电路。
l 互调对adc的要求
adc的抗扰扰性如下图所示,系统要求互调抗扰性即在输入干扰信号时,adc没有失真,以14位的adc为例,有效量化位数只能做到12bit,等效量化噪声约为3-72db-10log(fs/2b)dbm,抗干扰容限可以做到3-6-[3-72-10log(fs/2b)]-snr =72+10log(fs/2b)-6-snr,其中b是信号带宽,fs是采样率。根据计算可知采用14位的adc抗干扰可做到66db,满足设计要求。
evm:error vector magnitude,误差向量(包括幅度和相位的矢量)是在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,能全面衡量调制信号的幅度误差和相位误差。
从上述公式可以看出,evm就是衡量系统线性的一个指标,它近似等于信噪比,对于射频工程师而言,就可以通过分析信噪比来衡量系统的evm
clear all;
evm= 010;
snr= 20 *1* log10 (evm * 0.01);
plot(evm,snr)
grid on
hold on
xlabel('evm%')
ylabel('snr/db')
title('snr与evm的关系')
那么怎么优化系统的evm?
从线性系统分析,发射机非线性的来源有功放、混频器、频率源、基带;
功放的线性对系统的evm起到决定性的作用,因此优化功放的线性对提升系统的evm效果比较显著,具体的方法有回退,dpd,前馈等这个章节就不具体展开;
很多射频工程师可能会忽略频率源与混频器对evm的影响,对于相位噪声为-115dbm/hz,对evm的贡献就已经达到了1%,具体的相位噪声对evm的换算关系下章展开;
evm还有一个很大贡献的来源就是基带,目前的通信调制方式都是高峰均比,为了功放的效率通常会对基带信号进行肖峰处理,因此基带对evm的影响成为了主要来源,射频小伙伴们在evm优化的时候不要忘记了对基带的同志们提出要求!


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