接收机射频前端镜像抑制问题研究
发布时间：2021-12-16 21:29
随着无线通信产业的不断发展,频谱变得越来越拥挤,镜像干扰成为了接收机设计中需要考量的重要问题之一。低中频作为现代接收机设计的主流架构之一,采用正交下变频和复数信号处理技术实现镜像抑制的功能。但是由于存在I/Q通路的增益和相位失配,其镜像抑制比一般被限制在较低的水平,因此在接收机中集成I/Q失配自动校准电路成为了进一步提高其镜像抑制性能的关键。本文提出了一种新型的I/Q误差检测算法,该算法在前人基础上采用单频测试信号注入的方式完成误差的提取,摆脱了检测精度对比较器直流失调电压的依赖。通过严格的数学推导,本文从理论上证明了该算法的正确性。为了在真实电路中验证可行性,本文设计了基于该算法的I/Q失配自动校准电路,该电路包括数字误差检测器和模拟失配补偿器,通过二进制换挡最小均方算法实现误差的收敛。嵌入了本文所设计I/Q失配自动校准电路的一款高线性度低中频接收机在TSMC 0.18μm 1P6M工艺下流片。测试结果表明接收机射频前端实现了在20MHz带宽内43.3dB和针对15MHz单频点58.2dB的镜像抑制比指标;相对于未校准时,镜像抑制比分别提升了11.7dB和22.8dB。而且当比较器的...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 项目研究的背景和意义
1.1.1 低中频接收机镜像干扰问题
1.1.2 I/Q通路失配校准的重要性
1.1.3 研究意义
1.1.4 主要工作
1.1.5 论文结构
第二章 接收机镜像抑制问题
2.1 接收机架构
2.1.1 超外差接收机
2.1.2 零中频接收机
2.1.3 低中频接收机
2.2 镜像干扰对信噪比的影响
2.3 I/Q失配对镜像抑制的影响
2.3.1 Hartley和 Weaver结构
2.3.2 I/Q失配与IMRR关系
2.4 本章小结
第三章 镜像抑制技术方案对比
3.1 模拟镜像抑制技术
3.1.1 镜像抑制滤波器
3.1.2 I/Q失配手动校准电路
3.2 数字镜像抑制技术
3.2.1 FI I/Q校准
3.2.2 FD I/Q校准
3.2.3 数字电路方案的局限性
3.3 数模混合镜像抑制技术
3.4 本章小结
第四章 新型I/Q误差检测算法
4.1 传统的I/Q误差检测算法
4.2 新型误差检测算法
4.3 算法鲁棒性分析
4.3.1 噪声
4.3.2 数字低通滤波
4.3.3 采样问题
4.4 本章小结
第五章 I/Q失配自校准电路设计
5.1 I/Q失配自校准电路总体设计
5.1.1 接收机整体架构
5.1.2 I/Q失配自校准电路架构
5.2 I/Q误差检测器
5.2.1 带通滤波器
5.2.2 比较器
5.2.3 时钟同步电路
5.2.4 数字综合电路
5.3 I/Q失配补偿器
5.4 冗余设计
5.4.1 直流失调调整电路
5.4.2 时钟产生电路
5.4.3 手动自动切换电路
5.4.4 寄存器控制策略
5.5 本章小结
第六章 版图设计及流片测试
6.1 校准电路的版图设计
6.1.1 带通滤波器的匹配问题
6.1.2 比较器时钟的匹配问题
6.1.3 整体版图
6.2 校准电路的测试结果
6.3 本章小结
第七章 结束语
7.1 总结与创新点
7.1.1 总结
7.1.2 创新点
7.2 后续工作
7.3 本章小结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型消除失调电压的高速高精度比较器[J]. 郭潘杰. 河南科技. 2017(17)
博士论文
[1]髙速低功耗逐次逼近式ADC研究与实现[D]. 卢宇潇.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]带I/Q失配校准的可变增益放大器的研究和设计[D]. 陶婷婷.上海交通大学 2013
本文编号：3538849
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 项目研究的背景和意义
1.1.1 低中频接收机镜像干扰问题
1.1.2 I/Q通路失配校准的重要性
1.1.3 研究意义
1.1.4 主要工作
1.1.5 论文结构
第二章 接收机镜像抑制问题
2.1 接收机架构
2.1.1 超外差接收机
2.1.2 零中频接收机
2.1.3 低中频接收机
2.2 镜像干扰对信噪比的影响
2.3 I/Q失配对镜像抑制的影响
2.3.1 Hartley和 Weaver结构
2.3.2 I/Q失配与IMRR关系
2.4 本章小结
第三章 镜像抑制技术方案对比
3.1 模拟镜像抑制技术
3.1.1 镜像抑制滤波器
3.1.2 I/Q失配手动校准电路
3.2 数字镜像抑制技术
3.2.1 FI I/Q校准
3.2.2 FD I/Q校准
3.2.3 数字电路方案的局限性
3.3 数模混合镜像抑制技术
3.4 本章小结
第四章 新型I/Q误差检测算法
4.1 传统的I/Q误差检测算法
4.2 新型误差检测算法
4.3 算法鲁棒性分析
4.3.1 噪声
4.3.2 数字低通滤波
4.3.3 采样问题
4.4 本章小结
第五章 I/Q失配自校准电路设计
5.1 I/Q失配自校准电路总体设计
5.1.1 接收机整体架构
5.1.2 I/Q失配自校准电路架构
5.2 I/Q误差检测器
5.2.1 带通滤波器
5.2.2 比较器
5.2.3 时钟同步电路
5.2.4 数字综合电路
5.3 I/Q失配补偿器
5.4 冗余设计
5.4.1 直流失调调整电路
5.4.2 时钟产生电路
5.4.3 手动自动切换电路
5.4.4 寄存器控制策略
5.5 本章小结
第六章 版图设计及流片测试
6.1 校准电路的版图设计
6.1.1 带通滤波器的匹配问题
6.1.2 比较器时钟的匹配问题
6.1.3 整体版图
6.2 校准电路的测试结果
6.3 本章小结
第七章 结束语
7.1 总结与创新点
7.1.1 总结
7.1.2 创新点
7.2 后续工作
7.3 本章小结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型消除失调电压的高速高精度比较器[J]. 郭潘杰. 河南科技. 2017(17)
博士论文
[1]髙速低功耗逐次逼近式ADC研究与实现[D]. 卢宇潇.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]带I/Q失配校准的可变增益放大器的研究和设计[D]. 陶婷婷.上海交通大学 2013
本文编号：3538849
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3538849.html
