射频( R F )采样:热销中的全新架构

**这是全新RF采样博客系列(每月会刊发一次,属“模拟线”范畴)中的第一篇文章**

 

人类对带宽的需求是永无止境的。我们希望自己的智能手机可提供更多的游戏、更多的视频流和更多的社交媒体互动。此外,访问网络的人也比以往任何时候都多。所有这一切都使网络必须用更多的带宽来支持我们要求的数据和容量规定。

 

图1展示了一种用于支持高带宽信号的传统接收器架构。混频器级可将射频(RF)频谱信号转换成固定的中频(IF)信号。正交解调器再将中频信号向下转换成复基带(BB)信号,在复基带处,信号被双通道模数转换器(ADC)采样并传递到数字处理器。

 

奈奎斯特采样定理规定,采样频率必须至少是信号带宽的两倍;但在实践中,采样频率甚至需要更高。

 

当数据转换器采样速率是限制因素时,运用所有可获得的技巧来减少那种带宽势在必行。解调器可将信号分成两条正交路径,每条路径的带宽是原始信号带宽的一半。即使采用该技巧,迄今为止也很难找到一种具有足够采样速率能力和动态范围来捕获高端通信设备所需宽带信号的数据转换器......

 

 

1:适用于宽带信号的传统超外差接收器架构

 

全新的更高采样速率数据转换器(采样速率高达4GSPS甚至超过4GSPS)可直接对大信号带宽进行采样。此外,该器件还能直接在RF频带内运行。这就提供了一个全新的架构选项,如图2所示。该RF采样接收器架构不仅去除了RF混频器级与其相关的本地振荡器(LO)合成器,而且去除了正交解调器及相关的BB电路与LO合成器,并用单个RF采样ADC取代了双通道ADC。通过采用RF采样ADC,信号路径已被大大简化。

2RF采样接收器架构

 

该RF采样架构为系统设计人员提供了新的可能性 —— 最显著增高的带宽和更多的灵活性。RF采样数据转换器可支持更高的带宽,这能实现更高的数据传输速率。该架构还可提供更多的灵活性。无需模拟调谐,即可在RF频带的任何地方轻松捕获想得到的信号。实际上,甚至没必要知道该信号的确切位置。整个频谱均能被捕获,然后可在该处理器中以数字的方式提取特定信号。此外,减少组件数量还能降低功耗并缩减成本。

 

4-GSPS ADC12J4000等RF采样数据转换器支持较高密度的系统,这类系统可利用波束赋形天线或块状天线阵列(其中通道数量有所增加)。该架构正为现在更灵活、成本更低效益更高的解决方案以及适用于下一代系统、数据速率更高且容量更大的新型系统铺平道路。

 

希望您下个月再度光临,以关注笔者专门讨论为什么您应采用RF采样的文章。

 

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