简 介
为了满意体系芯片(SoC)中通讯收发器中宽带信号处理的要求，挑选模仿前端(AFE) IP及其组件(模数转换器 (ADC)、数模转换器(DAC)和锁相环路(PLL))十分杂乱。优化各组件功能要求是防止额定功耗(超越方针要求)或 体系功能丢失的要害。
AFE IP组件一般从其电气特性方面阐明，而体系设计师则用不同的方针体系点评体系功能。因而，体系设计师必 须了解AFE IP组件的电气标准以及它们影响体系整体功能的办法。
这本白皮书描绘了一种判别任何指定AFE的电气特性是否合适方针运用的简化办法，如无线或有线衔接环境中的 宽带信号收发器、蜂窝通讯和数字电视及无线电广播。此外，这本白皮书还图解阐明晰一种研讨不同组件相对性 能与作业形式之间取舍、然后找到功能、功耗、面积和本钱最佳的SoC的办法。
模仿前端
在宽带信号收发器SoC中，AFE把模仿信号转换为需求进一步数字处理的数字域，关于模仿传输进程则刚好相 反。AFE还作为数字SoC与模仿RF收发器芯片之间的模仿通讯接口。
图1表明数字基带新IP中的AFE实例。这个AFE之间包含：
接纳途径中的一个或多个双通道(IQ) ADC
发射途径中的一个或多个双通道(IQ) DAC
一个为AFE中一切数据转换器发生取样时钟的 PLL
其他组件，如辅佐和内务功能用的通用ADC和DAC
AFE标准应战
发射信号运用杂乱调制办法的通讯体系如正交频分复用(OFDM)， 其对功能的要求一般用差错矢量起伏(EVM)参数来界说。
OFDM调制是在非抱负信道上传递数据运用的一种有用和牢靠的办法，这种信道简略衰减和受无线通讯体系中常见的多途径搅扰影响。在OFDM中，数据在多个相隔严密的正交载波频率上编码，每个载波频率运用正交调幅(QAM)计划调制。
EVM参数一般用于衡量数字收发器的质量。当收发器发射特定调制信号时，不管信号来历怎么，EVM参数是汇集了影响收发器功能的一切不同组件奉献巨细的一个归纳功能参数。EVM参数表明星座图中每个QAM符号方位相关于其抱负方位的误差。图2给出了一个QAM16调制实例。
图2左边表明EVM较高的抱负星座(每个黑色圆点代表一个符号)。右侧表明EVM较低的实在不完美星座，其间符号(灰色圆点)在一个较大区域中涣散。假如灰色区域是别离的，那么就能解调。假如它们相互堆叠，就会呈现解调过错。
另一方面，AFE的电气功能常常经过参照其组件的本征特性来界说，如：
ADC和DAC的信噪比(SNR)、谐波失真、无杂散动态规模(SFDR)、IQ匹配
PLL的相位噪声、长时间颤动、频率精度
这些本征特性是针对详细每个组件的，传统上运用单音信号或最多几个音信号取得。所以，调制信号的特性没有考虑在内。
为了承认AFE(及其组件)功能是否契合详细体系要求，体系设计师有必要运用AFE电气标准承认AFE体系级功能(如EVM奉献)，一起考虑信号特色和许多其他要素。
不幸的是，这种剖析十分杂乱且难以了解，因为影响它的要素许多。不过，只需作出几个假定，就可以在体系上完成这种剖析的简化办法,而一般高斯噪声源是影响体系功能的主要要素。
关于具有这种特色的体系，总SNR与EVM关系密切：
因而，只需承认AFE对整体系SNR的奉献就足以承认AFE功能是否满意体系要求。
AFE功能奉献
以下部分将评论一种承认AFE功能对收发器整体SNR功能奉献巨细的办法。这种办法考虑了被处理信号的要害特性(输入信号带宽和振幅、调制计划)和AFE之间的功能(ADC SNR、PLL时钟颤动等)。
虽然这儿评论的办法以ADC(接纳)影响为主，但相同合适DAC(发射)。
ADC SNR标准(SNRnyq)是承认AFE对体系EVM奉献的起点。SNRnyq标准(数据转换器本征SNR)是指信号功率(假定信号是满幅纯正弦波)与ADC一切噪声奉献功率之比。它包含热噪声和在完好ADC奈奎斯特带上积分的量化噪声。
不过，考虑信号特色，如信号带宽和输入信号振幅以及PLL时钟的奉献，就能改进转换器有用SNR。
输入信号带宽
运用现代频域数字信号处理技能解调ADC输出上的信号。不过，一般咱们只考虑具有重视带内的信号成分，然后有用滤除一切带外噪声成分。
进步数据转换器SNR功能的一个简略办法是经过一个更大的频谱涣散它发生的总噪声功率，藉此增大转换器采样率，超越最小奈奎斯特极限。这降低了任何指定频带上的噪声功率密度，然后进步了SNR(当只考虑带内信号时)。如图3所示，这种办法称过采样。
右侧上的ADC运用的采样率比左边ADC运用的采样率高，因而落入重视频带内的总噪声(用数字滤波器辨认)较小，而有用转换器SNR较大。
其间Fs是采样频率，BW是信号带宽(单位均为Hz)。例如，采样频率每翻一倍，SNR进步3 dB [1]。
过采样简化了ADC输入上的模仿抗混叠滤波器，或DAC输出上的重建滤波器。这因为信号镜像坐落采样频率倍数居中方位、具有较宽频率区间而简略滤波。
图4表明信号受Fs/2数倍以外频率中其他信道反射信号镜像影响的实例。这些反射(或混叠)信号镜像落入带内，因而无法在数字域滤波。
为了防止这种反射，有必要在ADC前面引进抗混叠滤波器，削弱Fs/2以外的任何重量。较高的Fs/2带宽简化了抗混叠滤波器。
紫色形状为实践信号，绿色形状是Fs周围信号的反射图画。
输入信号振幅
影响数据转换器本征噪声的主要要素是量化噪声和热噪声，一般假定为具有均匀功率散布的白色噪声。这些噪声重量的功率一般与信号起伏无关。因而，信号起伏的任何减小(回退)都会导致有用SNR减小。
在通讯体系中，信号常常运用峰均比(PAR)较大的杂乱调制计划。为了饱满一个或许导致信号削波、较高失真和带外功率的ADC，该信号有必要回退(衰减)，使得信号峰值落入ADC满幅规模内。
或许需求额定回退，以防因在不抱负信道上传递的正常信号强度改变而导致饱满，或许要考虑在ADC输入前或许没有彻底过滤的相邻信道的强度。
信号回退的施行量要考虑以下要素：
是否存在没有恰当过滤的强带外信号
没有得到收发器自动增益控制补偿的无线电信号的改变
模仿信号链中与制程-电压-温度(PVT)改变有关的增益不精确
