對于零中頻接收機,主要有IQ失配,直流偏移等問題[1]。
(1)當知道IQ增益失配和相位失配后,鏡像抑制比是多少呢?
理論上,如果IQ兩路完全匹配,那么基帶處理后的信號,能夠完全抑制鏡像信號。
但是,實際上,IQ兩路總是會失配,所以鏡像信號總是存在。

比如說,假設增益失配為0.2dB,相位失配位2度,那么就會產生33.56dBc的鏡像抑制,在文獻[2]中,寫是39dBc,我覺得應該是不太對。
在零中頻接收機中,為什么IQ失配會帶來鏡像干擾,可以得到ISR與增益失配和相位失配之間的關系為:

如果用excel表格來計算一下的話,則是:

或者在[3]中,也提供了類似的計算,計算結果與用上述公式計算出來的一致。

(2) IQ失配從哪里來?
零中頻接收機的大概框圖,如下圖所示。

所以,在IQ兩路中的所有器件,都有可能帶來IQ失配,從而產生鏡像干擾,包括:
① I路ADC和Q路ADC
② I路LPF和Q路LPF
③ I路MIXER和Q路MIXER
④ LO的90度相移器
⑤ IQ兩路中的放大器和數控衰減器等。
(3)?芯片中是怎么處理IQ失配的?
下圖,是AD9371中接收機的框圖示意圖。

可以看到,在ADC之后的處理中,有一項叫QEC。是的,零中頻接收機中,就是使用QEC模塊(quadrature error correction)來對接收機的IQ失配進行校準。
文獻[2]中,展示了采用one complex tap的QEC,對400MHz帶寬信號校準后的結果(這個不是AD9371的結果,是另外一篇文獻上的,只是想說明,對于寬帶信號而言,QEC的設計也是個挑戰)。
為了便于觀看,信號只給了一半,即200MHz。
左圖是IQ完全匹配時候的圖形,可以看到-200MHz的帶寬內,沒有東西,很平坦。
中間是IQ失配后產生的圖形,此時IQ增益失配為0.1dB,相位失配為1deg,可以看到,在-200MHz的帶寬內,鏡像抑制約為-40dBc。
右圖是進行了QEC校準后的圖形,發現,其在-100MHz處的校準效果很好,但是在信號邊緣處,校準效果變差。

所以,想在整個工作溫度下,整個信號動態范圍內,獲得寬帶寬內的高鏡像抑制比,還是一個比較大的挑戰[2]。
(4)
在ADRV9001的user guide[4]中,有對QEC的一段介紹,如下圖所示。也就是說在ADRV9001中,QEC有兩種模式,分別為NB和WB mode,兩者的設計方法會有所不同。

參考文獻:
[1]?池保勇 余志平 石秉學,CMOS 射頻集成電路分析與設計
[2]?https://docs.amd.com/r/en-US/wp541-coloc-direct-rf/Local-Oscillator-Leakage
[3]https://www.qorvo.com/design-hub/design-tools/interactive/image-rejection-calculator?
[4]https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/user-guides/adrv9001-system-development-user-guide-ug-1828.pdf

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