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寬帶CDMA發(fā)射機(jī)低相噪本振源的設(shè)計(jì)( 二 )

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則誤差向量的總平方和為：

;其中，C0，C1和W應(yīng)使上式取得最小值，在此條件下求得每一個(gè)符號(hào)各自所對(duì)應(yīng)的最小誤差向量E（k） 。
EVM定義為誤差向量E（k）的幅度的均方根值，即：
其中，N=MAX-MIN 1，而MAX和MIN為EVM測(cè)量信號(hào)段的第一個(gè)符號(hào)和最后一個(gè)符號(hào)的排序數(shù) 。
由以上定義可以看出：發(fā)射機(jī)的信噪比和非線性都可能造成EVM的變化 。而且這些因素對(duì)EVM的影響并能做簡(jiǎn)單的線性疊加 。為便于通過(guò)EVM指標(biāo)確定鎖相環(huán)路的具體指標(biāo)，筆者利用ADS進(jìn)行了系統(tǒng)仿真 。在考慮功率放大器（PA）的非線性的前提下-設(shè)定PA增益為11.5dB，三階交調(diào)點(diǎn)為28.5dBm，輸入功率為10dBm，通過(guò)仿真認(rèn)為將本振的EVM定為<2%是合理的 。
（3）鑒相頻率：因帶寬為2.5MHz，所以鎖相環(huán)鑒相頻率亦設(shè)為2.5MHz 。
（4）雜散相噪（Spur）：雜散相噪一般由鄰道功率抑制比即ACPR（AdjacentChannelPowerRatio）決定 。
ACPR，有時(shí)被稱為ACLR（AdjacentChannelLeakageRatio） 。其定義為發(fā)射功率與相鄰信道上的測(cè)得功率之比 。一般主要由發(fā)射機(jī)（尤其PA）的非線性所至 。但對(duì)于直接上變頻的調(diào)制方法來(lái)說(shuō)，本振源在鄰道上的雜散（Spur）對(duì)該指標(biāo)亦有一定的影響 。
為使得該頻率點(diǎn)上的Spur不影響整機(jī)的ACPR（ACPR<-40dBc/±2.5MHz），設(shè)定該點(diǎn)上（±2.5MHz）的相噪相對(duì)幅度為-120dBc 。
3; 器件選取與參數(shù)確定
3.1參考頻率源的選取
通過(guò)上述指標(biāo)的確定，參數(shù)頻率源的頻率穩(wěn)定度應(yīng)為：±1.7ppm(包括溫度頻穩(wěn)定、供電電壓頻穩(wěn)定、負(fù)載牽引頻穩(wěn)定和年老化率累加) 。為便于確定鎖相環(huán)路的分頻比，設(shè)定其工作頻率20MHz=8×2.5MHz（信道帶寬） 。
3.2鎖相環(huán)芯片的選取與參數(shù)設(shè)定
a.芯片選取
芯片選取方面決定選用美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體（NationalSemicondUCtor）鎖相環(huán)芯片 。本設(shè)計(jì)在EVM調(diào)制精度方面要求嚴(yán)格，它與本振源相噪之間的關(guān)系為：
（4）式中，L（f）為相位噪聲密度 。因此鎖相環(huán)的相位噪聲成為設(shè)計(jì)成功與否的要害 。首先，對(duì)鎖相環(huán)路的種類進(jìn)行選擇（見表1） 。
表1; PLLIC種類與性能比較
由表1可以看出，單鎖相環(huán)整數(shù)分頻器應(yīng)為首選 。
為達(dá)到相噪最小化的目的，在選用鎖相環(huán)IC時(shí)，筆者著重考察了1Hz歸一化鑒相器噪聲的指標(biāo) 。理論上，該參數(shù)是在鑒相頻率為1Hz時(shí)的鑒相器引起的相位噪聲 。它是基于參考頻率源、分頻器和VCO對(duì)于帶內(nèi)噪聲的貢獻(xiàn)一般遠(yuǎn)小于鑒相器噪聲的實(shí)際情況而設(shè)定的一個(gè)技術(shù)指標(biāo) 。
相位噪聲=(1Hz歸一化鑒相器噪聲) 10·log（比較頻率） 20·log（反饋支路分頻比N）
在NationalSemiconductor所有的單環(huán)數(shù)分頻的鎖相環(huán)芯片中，LMX2347的1Hz歸一化鑒相器噪聲值最低，為-220dBc/Hz，而其他芯片一般在-210dBc以上 。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，當(dāng)1Hz一化鑒相器噪聲的值為-210dBc時(shí)，其相應(yīng)EVM值為2.9%，而在-220dBc時(shí)為1.06%（比較頻為2.5MHz時(shí)） 。因此，選擇LMX2347成為必然 。
b.分頻比的確定
由于本項(xiàng)目的信道寬度為2.5MHz，因此理想的比較頻率應(yīng)為2.5MHz 。此時(shí)，分頻比N為1470/2.5=588，但LMX2347僅能產(chǎn)生992到32767范圍內(nèi)的連續(xù)分頻比，因此，決定選擇比較頻率為1.25MHz 。做出該選擇副作用是由于N值的增加，整體相噪會(huì)增加3dB 。即使LMX2347的相噪特性下降3dB，其整體特性仍至少優(yōu)于其他芯片-210-（-220）-3dB=7dB 。而且實(shí)際仿真表明，當(dāng)比較頻率為1.25MHz時(shí)，EVM為1.66%，仍然滿足設(shè)計(jì)要求 。
3.3VCO的選取與指標(biāo)設(shè)定
相位噪聲是VCO設(shè)計(jì)的要害指標(biāo) 。由公式（5）求得合理的VCO在10kHz上的相噪為-95dBc/Hz 。
其中，k為相位噪聲譜中帶內(nèi)最低相噪密度，單位是dBc/Hz，p是帶內(nèi)峰值相噪 。

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