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Teledyne e2v通過(guò)最新的微波數(shù)字轉(zhuǎn)換器推動(dòng)無(wú)線電軟件化

作者:Teledyne e2v 時(shí)間:2020-05-26 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏

TH的作用類似于可“折疊”射頻信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換器,在下面的例子里將20到22.5GHz的信號(hào)轉(zhuǎn)換到ADC的基帶(第一奈奎斯特域,即0到2.5GHz)。這去除了中頻生成的環(huán)節(jié)(如本振和中頻),極大地簡(jiǎn)化了模擬信號(hào)路徑的設(shè)計(jì)(圖3)。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202005/413487.htm

這是實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制無(wú)線電設(shè)計(jì)的基本步驟,在先前的介紹6 Gsps ADC EV12AQ600的文章3里有詳細(xì)描述。這款A(yù)DC的寬帶TH支持K波段信號(hào)的欠采樣。

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圖 3 - 接收端2.5 GHz帶寬信號(hào)(載波頻率21.25GHz)的TH欠采樣(fs = 5 GHz)

發(fā)射端多奈奎斯特域頻率合成

在發(fā)射端,傳統(tǒng)的外差式無(wú)線電的發(fā)射DAC通常在第一奈奎斯特域(NZ1)輸出信號(hào)功率,并通過(guò)低通濾波器濾除混疊信號(hào)功率。如果發(fā)射DAC(TxDAC)可提供足夠大的帶寬,能將信號(hào)功率延展到更高的奈奎斯特域呢?如圖4所示,這時(shí),可使用帶通濾波器選擇目標(biāo)信號(hào)頻段。

例如,EV12DS480 TxDAC可延展信號(hào)功率直到26.5GHz,并以8.5Gsps的采樣率采樣。

ADC欠采樣和DAC多奈奎斯特域頻率合成是射頻數(shù)字控制的兩個(gè)關(guān)鍵要素,也是Teledyne e2v進(jìn)一步增強(qiáng)下一代無(wú)線電設(shè)計(jì)的目標(biāo)。

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圖 4 —在NZ1產(chǎn)生的合成射頻信號(hào),并混疊到更高的奈奎斯特域(fs = 6 GHz)

KA波段創(chuàng)新的動(dòng)力

歐盟地平線2020計(jì)劃推動(dòng)的星際元器件工程,其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)新的寬帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以簡(jiǎn)化射頻信號(hào)鏈路并推進(jìn)Ka波段直接轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展。在這樣的愿景下,元器件需實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成度,即增加射頻通道密度、減少功耗、增加帶寬和提高動(dòng)態(tài)性能,同時(shí)促進(jìn)歐洲宇航業(yè)務(wù)的發(fā)展。我們預(yù)計(jì)這個(gè)工程將影響深遠(yuǎn),包括增強(qiáng)通訊基礎(chǔ)設(shè)施和地球觀測(cè)能力等。

星際工程也推動(dòng)Teledyne e2v研發(fā)新的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。Teledyne e2v正與星際工程密切合作,計(jì)劃研發(fā)一款全新的模擬前端(AFE)樣片。這款A(yù)FE能大幅擴(kuò)展微波頻率采樣帶寬,實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的微波直接數(shù)字下變頻和頻率合成。

3 Teledyne e2v 白皮書,2019年12月:K波段直接數(shù)字化的高級(jí)寬帶采樣方案——擴(kuò)展射頻可能性的邊界

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圖 5—直接射頻轉(zhuǎn)換采樣器的樣片

樣片的目標(biāo)電性能

●   高性能模擬采樣器,輸入帶寬高達(dá)Ka波段

●   Ka波段較高的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)

●   單端輸入的信號(hào)路徑(無(wú)需巴倫)

●   高編碼效率,ESIstream串行數(shù)字接口

●   強(qiáng)大的時(shí)鐘管理,包括同步鏈功能,可在波束成型應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的相位對(duì)齊多通道系統(tǒng)

Teledyne e2v計(jì)劃研發(fā)的直接射頻轉(zhuǎn)換采樣器(圖5)預(yù)計(jì)-3dB模擬輸入帶寬高達(dá)微波Ka波段(即在26.5到40GHz之間)。除了無(wú)與倫比的帶寬,這款樣片還將包括一些獨(dú)特的功能,便于簡(jiǎn)單地應(yīng)用于實(shí)際的系統(tǒng)中。

這些功能包括:

●   單端模擬輸入信號(hào)路徑,簡(jiǎn)化印制板電路設(shè)計(jì)和布線

●   無(wú)需使用昂貴的、大體積的HF巴倫,可幫助用戶:

o   直接從微波數(shù)字采樣

o   減少模擬信號(hào)采樣器的信號(hào)失真

●   獨(dú)特的微波采樣器和低抖動(dòng)時(shí)鐘管理

●   在模擬前端(AFE)的輸出端,這款器件沒(méi)有使用LVDS,而是使用許可證免費(fèi)的ESIstream高速串行接口系統(tǒng),與市場(chǎng)上大多數(shù)的FPGA兼容(包括Xilinx的KU60系列)。



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