本文介紹了設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字廣播接收機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)。有許多新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和無線技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜的接收機(jī)設(shè)計(jì)大大簡化。本文試圖解釋如何計(jì)算這種接收機(jī)的靈敏度和選擇性。它不是一種詳盡的論述，而是一種對(duì)這種設(shè)計(jì)中涉及的許多技術(shù)和計(jì)算的入門。

許多無線電設(shè)計(jì)和架構(gòu)的進(jìn)步現(xiàn)在允許快速變化無線電領(lǐng)域的設(shè)計(jì)。這些變化允許減少規(guī)模、成本、復(fù)雜性和提高制造使用數(shù)字組件替換不可靠和精確地模擬組件。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，許多先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造要求，在過去的幾年里取得成果。其中一些進(jìn)展包括更好的集成攪拌機(jī)，LNA、改善看到過濾器、低成本高性能adc和可編程數(shù)字調(diào)諧器和過濾器。

數(shù)字接收機(jī)是什么？

傳統(tǒng)上，無線電已經(jīng)被認(rèn)為是“盒子”，連接到天線和背后的一切，然而，許多系統(tǒng)設(shè)計(jì)劃分為兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)。廣播和數(shù)字處理器。分割，收音機(jī)的目的是下轉(zhuǎn)換和過濾所需的信號(hào)，然后數(shù)字化信息。同樣，數(shù)字處理器的目的是將數(shù)字化數(shù)據(jù)，提取出所需的信息。

需要理解很重要的一點(diǎn)是，數(shù)字接收機(jī)不一樣的數(shù)字無線電（調(diào)制）。事實(shí)上，數(shù)字接收機(jī)將做一個(gè)出色的工作在接收AM和FM等任何模擬信號(hào)。數(shù)字接收機(jī)可以接收任何類型的調(diào)制包括任何模擬或數(shù)字調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)。此外，由于數(shù)字處理器的核心是一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），這使得整個(gè)無線電接收機(jī)本身的許多方面是通過軟件控制。因此，這些需求方可以重組與升級(jí)或新功能在客戶細(xì)分的基礎(chǔ)上，所有使用相同的硬件。然而，這本身是一個(gè)完整的討論，而不是本文的重點(diǎn)。

本文的重點(diǎn)是收音機(jī)以及如何預(yù)測/設(shè)計(jì)性能。將討論下列主題：

1. 可用的噪聲功率
2. 級(jí)聯(lián)噪聲圖
3. 圖和adc噪聲
4. 轉(zhuǎn)換增益和敏感性
5. ADC虛假信號(hào)和高頻振動(dòng)
6. 三階截點(diǎn)
7. ADC時(shí)鐘抖動(dòng)
8. 相位噪聲
9. IP3的射頻部分?

單載波和基于

有兩種基本類型的收音機(jī)正在討論。第一個(gè)被稱為單載波和第二個(gè)基于接收機(jī)它們的名字所暗示的明顯，但是其功能可能不是完全清楚。單載波接收機(jī)是一種傳統(tǒng)的無線電接收機(jī)中選擇性的模擬濾波器如果階段。基于接收者進(jìn)程內(nèi)的所有信號(hào)頻帶與一個(gè)射頻/模擬地帶和派生選擇性數(shù)字濾波器中遵循模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器。這樣一個(gè)接收器的好處是，在應(yīng)用程序與多個(gè)接收器調(diào)節(jié)到不同的頻率在同一個(gè)樂隊(duì)可以實(shí)現(xiàn)更小的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和降低成本，由于消除了冗余電路。一個(gè)典型的應(yīng)用程序是一個(gè)細(xì)胞/無線本地環(huán)路系統(tǒng)基站。另一個(gè)應(yīng)用程序可以監(jiān)視接收器通常使用掃描器監(jiān)視多個(gè)頻率。這個(gè)應(yīng)用程序允許同時(shí)監(jiān)測的頻率而不需要順序掃描。

典型的單載波接收機(jī)

典型的基于接收機(jī)

實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)字廣播接收機(jī)的好處

之前的詳細(xì)討論設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字廣播接收機(jī)進(jìn)行了討論，需要討論的一些技術(shù)的好處。包括過采樣、處理增益，采樣、頻率規(guī)劃/刺激位置。這些提供技術(shù)優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)無線電接收機(jī)設(shè)計(jì)不可以實(shí)現(xiàn)的。

在采樣和處理增益

奈奎斯特準(zhǔn)則細(xì)密地決定了任何給定信號(hào)所需的采樣率。很多時(shí)候，奈奎斯特率是援引的采樣率最高頻率分量的兩倍。這意味著如果抽樣程序在70 MHz，采樣率140 m / s的一個(gè)需要。如果我們的信號(hào)只占5 MHz約70 MHz，然后抽樣140議員是浪費(fèi)。相反，奈奎斯特要求采樣信號(hào)的兩倍 帶寬的信號(hào)。因此，如果我們的信號(hào)帶寬5 MHz，然后抽樣10 MHz是足夠的。任何超出這叫做取樣。過采樣是一個(gè)非常重要的功能，因?yàn)樗试S一個(gè)有效的接收信噪比增益在數(shù)字域。

在對(duì)比抽樣抽樣下的行為。在抽樣的抽樣頻率遠(yuǎn)低于一半的實(shí)際信號(hào)頻率采樣（請(qǐng)參閱下面的部分）。因此，它是可能的過采樣，采樣同時(shí)自定義對(duì)帶寬和另一個(gè)頻率的興趣。

在任何數(shù)字化過程中，信號(hào)采樣的速度，噪聲越低地板因?yàn)樵胍舴稚⒌礁嗟念l率。總集成噪聲頻率保持不變，但現(xiàn)在分散到更多的好處如果ADC后跟一個(gè)數(shù)字濾波器。噪聲地板遵循方程：

這個(gè)方程表示轉(zhuǎn)換器的量化噪聲水平，顯示了噪音和FS樣本率之間的關(guān)系。因此每次采樣率翻倍，有效的噪聲層提高了3 dB ！

數(shù)字濾波的作用是去除所有不必要的噪聲和偽信號(hào)，只留下如下所示數(shù)據(jù)所需的信號(hào)。

典型的數(shù)字濾波前ADC頻譜

典型的數(shù)字濾波后ADC頻譜

可以大大提高信噪比的ADC如上圖中所示。事實(shí)上，信噪比可以提高通過以下方程：

如圖所示，比率越大采樣率和信號(hào)帶寬、處理增益越高。事實(shí)上，漲幅高達(dá)30 dB是可以實(shí)現(xiàn)的。