信號鏈基礎知識#70：模擬正交調(diào)制器失衡的數(shù)字校正

寬帶寬無線發(fā)射器常用模擬正交調(diào)制器（AQM）把復合（I + j*Q）基帶信號轉(zhuǎn)換為射頻（RF）。AQM內(nèi)含一個本機振蕩器（LO）輸入、一個生成兩個LO 90度異相的分相器、兩個混頻器（每個混頻器將基帶信號混頻為射頻）以及一個組合兩個信號的加法器（圖1）。

圖 1 模擬正交調(diào)制器系統(tǒng)結構圖

就一個完美匹配I和Q通路的理想AQM而言，基帶信號的w_BB頻率復頻為：

根據(jù)基帶Q的不同符號，得到w_BB - w_RF或者w_BB + w_RF RF輸出的單頻

但是，實際狀況不見得理想，有三種可能出現(xiàn)的誤差：

圖2數(shù)學方法表示。

圖 2 有偏差、增益及相位誤差的AQM的數(shù)學表示

DC 偏移會與 LO 混頻，產(chǎn)生 LO 饋通，即w_LO的頻率。I和Q分支的DC偏移加入正交，形成以下的LO饋通振幅：

通過在基帶信號中添加一個反向偏差，可對LO饋通進行校正。許多雙高速DAC或集成發(fā)射器解決方案，例如：TI的AFE7071等，都包括生成校正用基帶偏差的數(shù)字電路。找到I和Q基帶信號最佳DC偏差值的一種簡單方法是，監(jiān)測LO饋通振幅，并反復地改變首個I DC偏差，然后再改變Q DC偏差，最終找到最小LO饋通（圖3）。在pass 1期間，Q DC偏差保持不變，而對I DC偏差進行掃描，直到找到最小LO饋通為止。在pass 2期間，I DC偏差值維持在最低限度，而對Q DC偏差進行掃描，直到找到最小LO饋通為止。在理想情況下，每個I和Q僅需要一個pass，但首批2個pass期間LO饋通最小值所產(chǎn)生的測量誤差，通常亦意味需要3個或者4個pass。

圖 3 本機振蕩器饋通校正過程

增益和相位誤差會導致無用混頻器抵銷不完全的結果—剩余量稱作邊帶抑制（SBS）。上下邊帶振幅以基帶Q輸入的增益誤差G和I分支混頻器LO的相位誤差（弧度）作為開始，其為：

在這種情況下，低邊帶主導，而邊帶抑制為一個比率：

或者也可以用dBc表示：

圖4顯示dBc和相位及振幅誤差表示邊帶抑制的比較情況。

圖 4 邊帶抑制（dBc）對比相位及振幅誤差

使用上述類似方法求解LO饋通時，通過改變基帶信號的增益和相位來抵消AQM的增益和相位誤差，可以校正邊帶抑制（SBS）。如TI的DAC34SH84等高速插值數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），包含了一些生成DC偏差、基帶信號增益和相位變化的數(shù)字電路，從而可以輕松修正AQM的缺陷。

盡管LO饋通和SBS均可在任何狀態(tài)下獲得完美的校正，但最佳校正值會隨電源電壓、溫度、RF和基帶頻率、LO功率等而變化。通常，僅在制造期間進行一次校正，之后，在系統(tǒng)起動時，再對這些值進行存儲和編程。在一次性校正以后，LO饋通和SBS的溫度、電壓和LO功率差異通常會在AQM數(shù)據(jù)表曲線圖中標明（參見TI TRF3705數(shù)據(jù)表圖33-44）。LO饋通和SBS通常會好于–50 dBc（比未校正值好10-15 dB）。

下次，我們將討論電源噪聲對時鐘器件的影響，敬請期待。

..............................................

與非深度解讀系列:

半導體公司“大學計劃”的追問和真相

大環(huán)境的不景氣是就業(yè)環(huán)境惡化的元兇，但是也讓我們不禁追問半導體公司的大學計劃對于學子們的真正意義。廠商們的大學計劃都在做些什么？那么多的聯(lián)合實驗室有得到充分利用嗎？大學計劃的直接體驗者--老師和學生們是否真正從中受益…….【專欄作者：高揚】

本土IC公司調(diào)查筆記

全球經(jīng)濟不景氣的大環(huán)境下一些本土IC公司的創(chuàng)新能力、管理能力、抗風險能力、盈利能力，甚至公司創(chuàng)立的動機都受到一些質(zhì)疑。一方面官方的消息總是告訴我們中國的半導體產(chǎn)業(yè)得到了長足的進步；而街巷小道中又不絕流傳多少本土IC公司倒閉，多少公司靠欺騙，根本沒有核心競爭力….真相只有一個，也許會隨《本土IC公司調(diào)查筆記》慢慢開啟…【專欄作者：岳浩】

電子屌絲的技術人生系列

在這個系列里，每個故事都會向你展示一個普通工程師的經(jīng)歷，他們的青蔥歲月和技術年華，和我們每個人的的生活都有交集。對自己、對公司、對產(chǎn)業(yè)、對現(xiàn)在、對未來、對技術、對市場、對產(chǎn)品、對管理的看法，以及他們的經(jīng)歷或正在經(jīng)歷的事情，我們可以看到自己的影子，也看清未來的樣子……【專欄作者：任亞運】

細說電子分銷江湖的那些事

對于從事電子分銷行業(yè)的同仁們來說這是一個最壞的年代，也是一個最好的年代，我們即面臨國際分銷巨頭在管理、資金、貨源等方面對我們造成的沖擊，又迎來本土集成電路的崛起，個性化服務盛行的機遇，通過這個系列，我想以“第一現(xiàn)場”的經(jīng)歷帶大家一起了解國內(nèi)集成電路分銷的那些年、那些事，以及哪些感慨…..【專欄作者：張立恒】