射频技术射频链路PPT课件

1、IL=0.5 or 3dBGain=200 or 23dB增益与衰减(dB)第1页/共56页 321321LLLGGGGTTINOUTGPP 3981Wor ,66 32323230 321dBmdBdBdBdBdBmLGGGPPINOUT WmWLGGGPPINOUT400022002002001321 第2页/共56页几路典型收几路典型收/ /发机原理框图发机原理框图第3页/共56页 直接调制发射机原理框图 超外差发射接收机原理框图 数字中频发射机原理框图 超外差射频接收机原理框图 零中频射频接收机原理框图 数字中频接收机原理框图几路典型收几路典型收/ /发机原理框图发机原理框图第4页/共

2、56页(I)(I)直接调制发射机原理框图直接调制发射机原理框图IQPAsincccosBPF优点：结构简单，器件少，成本低；优点：结构简单，器件少，成本低；缺点：缺点：I/Q相位的幅度和相位不平衡不易调节，易造成相位的幅度和相位不平衡不易调节，易造成 较大的载波泄漏和边带泄漏较大的载波泄漏和边带泄漏第5页/共56页(II)(II)超外差发射机原理框图超外差发射机原理框图优点：低频调制器具有更好的幅频特性；功放和本振有优点：低频调制器具有更好的幅频特性；功放和本振有 很好的隔离；很好的隔离；缺点：所需元件多，增加噪声，增加发射机的复杂度、缺点：所需元件多，增加噪声，增加发射机的复杂度、 体积、功

3、耗和成本。体积、功耗和成本。第6页/共56页(III)(III)数字中频发射机原理图数字中频发射机原理图优点：调制精度高，射频电路设计简单；优点：调制精度高，射频电路设计简单；缺点：对基带要求较高，目前成本较高，功耗大。缺点：对基带要求较高，目前成本较高，功耗大。第7页/共56页(IV)(IV)超外差射频接收机原理框图超外差射频接收机原理框图第8页/共56页(V)(V)零中频射频接收机原理框图零中频射频接收机原理框图第9页/共56页(VI)(VI)数字中频接收机原理框图数字中频接收机原理框图ADCLNARF BPF数字低通数字低通滤波器滤波器DSP(解调器解调器)数字本地数字本地振荡器振荡器L

4、OBPFBPFAMP混频器混频器第10页/共56页射频电路的典型单元射频电路的典型单元第11页/共56页 WCDMA移动终端收发信机框图超外差发射机原理框图 低噪声放大器 混频器 频率合成器 WCDMA功率放大器射频电路的典型单元射频电路的典型单元第12页/共56页I.WCDMAI.WCDMA移动终端收发信机框图移动终端收发信机框图第13页/共56页II.II.低噪声放大器低噪声放大器描述一个系统（如接收机）内部噪声大小，可以用噪声系数（NoiseFactor）F来表示，或者取其对数值，变成噪声指数（NoiseFigure）。 由于接收机内部噪声的加入，会使得输出端的信号噪声比降低，所以噪声系

5、数值一定大于，而噪声指数NF值则大于0dB 第14页/共56页输出端信噪比输入端信噪比 nosonisiFPPPPNnosonisiFPPPPdBNlg10)( 第15页/共56页噪声系数级连公式噪声系数级连公式cascadecascadeiicascadeFNFGGGFGGFGFFFlog10111121213121 ceiverRFceiverRFiBPFLNABPFiBPFLNABPFMIXERLNABPFBPFBPFLNABPFceiverRFFNFGGGGFGGGFGGFGFFFReRe1222Relog101111 第16页/共56页III.III.混频器混频器第17页/共56页混

6、频器频谱分析混频器频谱分析第18页/共56页射频电路镜频抑制射频电路镜频抑制第19页/共56页典型混频器的指标典型混频器的指标第20页/共56页混频器的非线性失真混频器的非线性失真第21页/共56页IV.IV.频率合成器频率合成器频率合成器在通信系统中的应用第22页/共56页锁相式频率合成器原理框图锁相式频率合成器原理框图refOUTOUTrefFRNFNFRF 第23页/共56页频率合成器的相位噪声频率合成器的相位噪声第24页/共56页 第25页/共56页V.WCDMAV.WCDMA功率放大器功率放大器 功率放大器是现代通信系统中非常重要的组成部分，收发端的线性放大和频率变换是保证能够正确解

7、调数字调制信号的必要条件。现在通信系统均采用了QPSK,64QAM等线性调制技术，这些调制方法对功放的非线性特性非常敏感，因而对放大器有更高的线性要求，以避免对邻近信道的干扰，保证调制的窄带特性。设计具有高度线性的宽带功率放大器显得十分必要。 A类放大器具有最好的线性，但效率过低。A类放大器的偏置使其工作在线性区域的中间部分，RF信号不可能超出到非线性区域。但由于其效率低下，A类放大器一般避免使用。此外还有AB类，B类，C类偏置放大器，这些放大器通过使放大器工作在更接近截止电流的工作点上达到较高的效率。 第26页/共56页功放的非线性功放的非线性- -理想线性特性理想线性特性理想线性放大器理想

8、线性放大器PAPinPout0f0ffAAK1)(tei)(teof第27页/共56页非线性放大器非线性放大器典型现象典型现象( )iv t( )ov t非线性功率放大器非线性功率放大器PAiA增益压缩增益压缩0ffA0f02 f03 f04 f0f)(teo第28页/共56页12输入输入122121221323212122输出输出第29页/共56页功放非线性功放非线性- -导致频谱扩展导致频谱扩展第30页/共56页线性化线性化- -功率回退法功率回退法-8-6-4-202468101214161820221dB compression point2.420.2519.25output pow

9、er (dBm)input power (dBm)第31页/共56页线性化线性化- -负反馈法负反馈法第32页/共56页线性化线性化- -预失真法预失真法射频预失真射频预失真基带预失真基带预失真第33页/共56页线性化线性化- -前馈法前馈法第34页/共56页射频电路的典型性能射频电路的典型性能第35页/共56页 调制、解调精度 接收机灵敏度 邻道选择性 阻塞特性分析 WCDMA终端射频接收机指标 WCDMA终端射频发射机指标射频电路的典型性能射频电路的典型性能第36页/共56页I.I.调制、解调精度调制、解调精度 在无线通信系统中，通常用矢量调制误差（EVM）来表征调制器和解调器的精度。 2

10、0220( )TTV tS tdtEVMVt dt 矢量调制误差（EVM）是衡量接收机解调特性的一个重要指标。WCDMA终端技术协议给出了EVM指标的定义： 设接收机在一个时隙T内的输出波形为V(t),0tT，而理想输出波形应为S(t)，0t29dB第46页/共56页IV.IV.阻塞特性分析阻塞特性分析 带内阻塞是指在有用信号功率为-104dBm，阻塞点频信号功率为-46dBm（偏离10MHz）以及阻塞谱信号为-46dBm（偏离20MHz）时，误码率小于0.001。该指标对接收机前端的非线性和射频本振（RF LO）的相位噪声都提出了较高的要求。 带外阻塞指标决定了接收机抵御其他系统干扰的能力，

11、它决定于接收机的预选滤波器特性。LO相位噪声的相互混频也会影响其阻塞效果。故带外阻塞指标主要由链路的线性、滤波特性和本振的相位噪声共同影响。第47页/共56页在有强干扰时，本振对相噪对信号的影响在有强干扰时，本振对相噪对信号的影响协议中讨论双音阻塞指标时提到在偏离信号协议中讨论双音阻塞指标时提到在偏离信号10MHz处存在点频处存在点频信号信号-46dBm，此时信号电平为，此时信号电平为-114dBm。则有倒易混频公式，。则有倒易混频公式，容易计算出本振在偏离中心容易计算出本振在偏离中心10MHz处，分辨率带宽取处，分辨率带宽取3.84MHz时，时，相位噪声应低于相位噪声应低于-125dBc/H

12、z。第48页/共56页WCDMA接收机阻塞模板接收机阻塞模板第49页/共56页V.WCDMAV.WCDMA终端射频接收机指标终端射频接收机指标接收灵敏度：-125dBm；邻道选择性：-93dBm(SF=128、BER=0.001、 -41dBm5MHz）；阻塞特性：-104dBm（SF=128、BER=0.001、 点频-46dBm10MHz、谱-46dBm20MHz）相位噪声 ：-130dBc/Hz1MHz (RF LO)； -100dBc/Hz100kHz(IF LO)；I/Q输出阻抗幅度：600mV(高阻)第50页/共56页VI.WCDMAVI.WCDMA终端射频发射机指标终端射频发射机

13、指标最大发射功率：30dBm;最小发射功率：-30dBm;功率控制动态范围：50dB；占用带宽：5MHz；矢量误差幅度（EVM）：17.5%；邻道泄露功率比（ACLR）：45dB(5MHz)； 50dB(10MHz)带外辐射特性：第51页/共56页一种简单链路预算方法000()()()()()(/)()()rbsM dBEIRP dBWdBmWG dBEdBR dBbpsNKT dBW HzdBmW HzL dBL dB或或pp.201数字通信数字通信-基础与应用基础与应用 （二版）（二版）B. Skalar链路余量与可用率链路余量与可用率第52页/共56页一个实例-卫星链路预算第53页/共56页第54页/共56页课堂作业 试分配各项参数如下： EIRP设为 45dBm。Gr = 30dB。 对于4QAM或QPSK方式, (Eb/n0)req =10.5dB（BER=1e-6）, R=76.2