RF - 今日电子
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表 1 GSM Rx 合成器的宽带噪声与相位噪声要求<br />
波器组件产生的噪声等。由于 PLL 电路<br />
系统具有过滤特性,尤其是受滤波器环<br />
路中的(低通)环路滤波器的影响,带<br />
宽噪声将来自 PLL,而环路带宽外部噪<br />
声则主要来自 VCO 相位噪声。<br />
接收机的降频转换混合器 LO 处的<br />
相位噪声会使潜在的干扰信号与宽带相<br />
位噪声混合,从而在混频器输出端对信<br />
号频率产生干扰。由于干扰信号的功率<br />
可能远远高于有用信号功率,因此,IF<br />
降频转换以后可能会屏蔽有用信号。<br />
合成器寄生信号<br />
如果 PLL 锁定,PFD 在理论上不会<br />
输出任何控制信号以改变 VCO 频率。但<br />
实际上,它会生成许多频率与 f PFD 相同<br />
且波长较短的交流脉冲信号,平均起来<br />
应该能使 VCO 保持恒定的输出频率。如<br />
果交流脉冲不是完全匹配的,则会在合<br />
成器输出端产生离散寄生信号,并与中<br />
心频率发生偏移,其偏移量为 f PFD 的数<br />
倍。带整数 N PLL 的 f PFD 通常需要对应<br />
系统的通道频率间隔(如就 GSM 而言为<br />
200kHz), 这 会 使 寄 生信号与有用信号<br />
发生混频。同时,还有可能产生干扰信<br />
号。寄生信号与干扰信号在接收机中混<br />
合,这又会在 IF 降频转换后对信号产生<br />
干扰。就发送器而言,所需信号与寄生<br />
信号相混合,就会对其他频率产生干<br />
扰,也就不能满足输出频谱调制掩膜<br />
(modulation mask)的要求。<br />
系统要求<br />
如前所述,相位噪声及寄生信号与<br />
有用信号或干扰信号混频后,都会对信<br />
号通道造成干扰,从而显著降低信噪<br />
比,并最终影响到接收机的灵敏度。为<br />
了确保 GSM 系统正确运行,必须满足<br />
3GPP 标准制定的如下相关要求:<br />
● 接收机参考灵敏度<br />
● 阻塞特性<br />
● 干扰信号比(载波与干扰信号之<br />
比)与互调<br />
基于上述标准要求,就能给接收合<br />
成器制定相关规范了。对相位噪声而<br />
言,假定所需信号电平为 -101dBm,载<br />
波干扰信号比为 9dB,从而得出下面的<br />
要求。<br />
集成宽带噪声要求结合了 200kHz<br />
<strong>RF</strong>/ 微波器件特刊<br />
载波偏移 GSM400 和 GSM900 DCS1800 和 PCS1900<br />
200kHz 带宽噪声<br />
200kHz 带宽噪声<br />
相同的相位噪声<br />
的集成宽带噪声 的集成宽带噪声<br />
通道频率间隔(通道带宽)情况下相位<br />
噪声与寄生信号的影响,因为二者对接<br />
收机灵敏度的影响很类似。而对发送器<br />
来说,情况则有所不同,要明确宽带噪<br />
声及调制掩膜造成的影响,以避免发送<br />
通道干扰其他基站相邻通道的工作。<br />
传统实施方法与集成解决方案<br />
满足 GSM 系统的相位噪声与寄生<br />
信号要求一直都是一个难题,必须认真<br />
优化构成合成器的 VCO、PLL 及环路滤<br />
波器。独立 VCO 的实施方案通常是通过<br />
激光微调来提高频率精确度,并配合高<br />
性能整数 N PLL(如 TI 的 T<strong>RF</strong>3750),<br />
这样就能设计出符合严格标准要求的合<br />
成器。<br />
相同的相位噪声<br />
600kHz ≤│ f-f o │
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