測量I/Q調(diào)制器中的相位和延遲誤差
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-06-20 17:07:17
本文感興趣的誤差項是由基帶信號源引起的I/Q歪斜誤差(jDGEN)、由調(diào)制器引起的I/Q基帶歪斜誤差(jMOD)和LO正交誤差(jLO)。注意,時延誤差(如jDGEN和jMOD)引起了與頻率有關(guān)的相位誤差,這種誤差不能用一個不受頻率影響的I/Q相位調(diào)節(jié)補償。因此,時延誤差可能限制校準(zhǔn)程序的有效性和圖像抑制的程度。
為了針對寬頻通信通道(例如,W-CDMA)實現(xiàn)鏡頻抑制,了解這些誤差來源很重要。本文提供一種測量方法,用來確定射頻和基帶相位誤差的來源。該方法需要基帶 I/Q 信號發(fā)生器和其 I 和 Q 通道輸出之間的用戶可調(diào)相位(jGEN)。采用這信號源可以進行 3 種測量。jDGEN、jMOD、jLO等誤差項可從這一系列測量中得出。
種測量——用正常信號連接消除I/Q調(diào)制器圖像信號
基帶發(fā)生器(jDGEN)和在I/Q調(diào)制器本身(jMOD)的 I和Q通道之間都可能存在相位差。在調(diào)制器中的正交LO信號、LOI和LOQ之間也許還存在相位誤差jLO。因此,不想要的上邊帶信號(wLO + wBB)與想要的下邊帶信號(wLO — wBB)都出現(xiàn)在射頻輸出中。利用三角恒等式和小角度逼近,可以推導(dǎo)出上邊帶抑制。由下式給出:
RSB = 20Log ( jLO + jGEN1 + jDGEN + jMOD ) — 6.02 [dB] (1)
注意,相位j用弧度表示。通過調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的相位,可以限度地減小圖像項,信號發(fā)生器相位設(shè)定為
jGEN1 = — jLO — jDGEN — jMOD (2)
第二種測量——采用接到調(diào)制器差分I通道輸入端的反向差分基帶信號,消除I/Q調(diào)制器圖像信號
這個配置區(qū)別是,連接到調(diào)制器的I輸入的差分基帶信號是反向的。調(diào)節(jié)可控制的信號發(fā)生器相位jGEN2以消除圖像信號。在這種情況下,想要的信號是上邊帶信號(jLO + jBB)和圖像信號(jLO — jBB)上。下邊帶抑制由下式給出:
RSB = 20 log ( jLO — jGEN1 — jDGEN — jMOD ) — 6.02 [dB] (3)
就下式而言,圖像信號:jGEN2 = jLO — jDGEN — jMOD (4)
第三種測量——讓調(diào)制器的I和Q輸入反向后消除I/Q調(diào)制器圖像信號
在這種配置情況下,I和Q差分輸入被交換了。調(diào)節(jié)可控制的信號發(fā)生器相位jGEN3以消除圖像。現(xiàn)在想要的信號是上邊帶頻率分量(wLO + wBB),圖像是在(wLO — wBB)的下邊帶信號。下邊帶抑制由下式給出:
RSB = 20log ( jGEN3 + jDGEN + jLO + jMOD ) — 6.02 [dB] (5)
就下式而言,圖像信號:jGEN3 = — jLO — jDGEN + jMOD (6)
相位減損的計算
解方程 (2)、(4) 和 (6),可得出:
jLO = (jGEN2 — jGEN1)/2 (7)
jDGEN = —(jGEN2 + jGEN3)/2. (8)
jMOD = (jGEN3 — jGEN1)/2 (9)
作為一個例子,我們現(xiàn)在用上述方法確定LT5528直接 I/Q 調(diào)制器的誤差項。用Rohde & Schwarz公司的AMIQ I/Q調(diào)制發(fā)生器作基帶信號源。就5個不同的LT5528實例,采用 5MHz和10MHz基帶頻率測量jLO、jDGEN和jMOD。從測得的相位誤差,可以計算等效延遲誤差。表1的結(jié)果顯示,基帶信號發(fā)生器相位誤差jDGEN在這一設(shè)置中占主導(dǎo)地位,并等效于大約300ps的延遲誤差,相比之下,LT5528的基帶相位誤差jMOD的等效延遲僅為約 25ps ~ 30ps。在這個例子中,基帶信號源相位誤差jDGEN是主要誤差源。在實際應(yīng)用中,這個誤差應(yīng)該仔細進行特性描述和補償。
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