号友问题回答—接收机SFDR的公式推导

原创 加油射频工程师 2024-06-28 19:19

今日碎碎念

今天临近下班时,有号友发来问题。本来不太想回答了,一方面是我正在看文献,看的头昏脑胀;另一方面,那个问题初看上去,我脑子一下子也没转过来,不想伤神了。

但是,看那个问题吧,又有一点熟悉。心想着,算了,要不试试吧,就把这个回答的思路,当成公众号文章的内容。正好今天文章原来想发的内容,还没太看懂,没理出啥头绪来。


今日正文

(1)号友的问题

号友的问题,是这边看不太懂。以下,是我个人的一些回答思路。

(2)两种接收机的动态范围

接收机的动态范围有2种定义。

一种是,接收机输出信号的SNR满足基带解调的前提下,接收机能处理的最大信号与能检测到的最小值之间的差别。

这里的最大信号和最小信号,分别对应接收机的灵敏度以及最大接收功率,而且一般都是有用信号,通常通过AGC来保证,如下图所示。

另一种,称为SFDR(spurious-free dynamic range),即无杂散动态范围。这个时候,大信号一般都是干扰信号,小信号是有用信号,然后大干扰信号产生的三阶互调分量会落入有用信号的带内,从而影响信号的信号质量。

这两个干扰信号,同时输入到接收机的输入端,提高他们的功率,其产生的互调分量就会增加,当互调分量的值与带内等效积分噪声相等时,干扰信号与灵敏度之间的差距,称为SFDR。

以上是以前的公众号文章的内容,考虑到这篇文章,当时是参考了razavi的射频微电子,所以又去翻了一下razavi的书。

一翻才发现,razavi的书上,也有相应的推导过程,算是也验证了我想的回答思路是对的。

(3)怎么看号友的问题

首先,这个问题,底层来讲,就是接收机的互调抗扰性指标。接收机的互调抗扰性指标的话,除了考虑互调分量外,还需要考虑本振相噪的影响。

首先,可以由IIP3与Pin, IM3之间的关系,求得指定IM3下Pin的值。

从SFDR的定义可知,IM3是等于等效输入带内噪声,而等效输入带内噪声为:

所以,可以得到干扰信号的值为:

而灵敏度为:

而SFDR为Pin与灵敏度的差值,所以:

即为号友给的PPT上的公式。

参考文献:

[1] razavi,射频微电子

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每个分指标的计算后面,都跟着一个仿真验证。所有指标都分配完了以后,还会有一个整体链路的仿真。

整体链路仿真,还分单音时候的验证+调制信号的验证;ADS仿完,再用SystemVue走一遍。

这些仿真步骤,该采用什么模板,各个参数该怎么设置,该用什么等价标准来判断,都是我花了很长时间探索,才联通起来的。

我觉得大概率是全网独一份,因为这些都是我结合软件自带的help文件和模板,再结合项目,一点一点探索出来的,有很多自己的想法在里面。

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