用于數(shù)字通信接收器的時(shí)間交錯(cuò) ADC
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2023-10-30 17:01:02
時(shí)間交織 (TI) 是克服硬件技術(shù)限制的有效方法,硬件技術(shù)限制了模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的采樣頻率,可降低實(shí)施成本和功耗。低功耗、較低的實(shí)施成本、高采樣頻率和高分辨率是基于 DSP 的多用途通信接收器非常期望的特性。不幸的是,當(dāng) ADC 以時(shí)間交錯(cuò)方式使用時(shí),通道之間會(huì)出現(xiàn)時(shí)序和增益不匹配。這些不匹配對(duì)這些系統(tǒng)的性能有很大的不利影響。在這份白皮書(shū)中,我們描述了 M 通道時(shí)間交錯(cuò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (TI-ADC) 一般情況下時(shí)序和增益失配對(duì)采樣信號(hào)的影響,并提出了針對(duì)兩通道 TI-ADC 情況的解決方案。所提出的解決方案非常通用,并且與當(dāng)前市場(chǎng)上存在的其他解決方案相比也是獨(dú)特的,因?yàn)樗m用于應(yīng)用中頻(IF)載波子采樣的通信場(chǎng)景。這種低速率采樣方法在通信接收器中越來(lái)越流行,因?yàn)樗梢越档凸ぷ髫?fù)載和功耗。我們的解決方案完全在數(shù)字域中實(shí)施,在 TI-ADC 采樣時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行,并允許在不犧牲分辨率的情況下全面糾正失配。所提出的解決方案非常通用,并且與當(dāng)前市場(chǎng)上存在的其他解決方案相比也是獨(dú)特的,因?yàn)樗m用于應(yīng)用中頻(IF)載波子采樣的通信場(chǎng)景。這種低速率采樣方法在通信接收器中越來(lái)越流行,因?yàn)樗梢越档凸ぷ髫?fù)載和功耗。我們的解決方案完全 在數(shù)字域中實(shí)施,在 TI-ADC 采樣時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行,并允許在不犧牲分辨率的情況下全面糾正失配。所提出的解決方案非常通用,并且與當(dāng)前市場(chǎng)上存在的其他解決方案相比也是獨(dú)特的,因?yàn)樗m用于應(yīng)用中頻(IF)載波子采樣的通信場(chǎng)景。這種低速率采樣方法在通信接收器中越來(lái)越流行,因?yàn)樗梢越档凸ぷ髫?fù)載和功耗。我們的解決方案完全在數(shù)字域中實(shí)施,在 TI-ADC 采樣時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行,并允許在不犧牲分辨率的情況下全面糾正失配。這種低速率采樣方法在通信接收器中越來(lái)越流行,因?yàn)樗梢越档凸ぷ髫?fù)載和功耗。我們的解決方案完全在數(shù)字域中實(shí)施,在 TI-ADC 采樣時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行,并允許在不犧牲分辨率的情況下全面糾正失配。這種低速率采樣方法在通信接收器中越來(lái)越流行,因?yàn)樗梢越档凸ぷ髫?fù)載和功耗。我們的解決方案完全在數(shù)字域中實(shí)施,在 TI-ADC 采樣時(shí)在后臺(tái)運(yùn)行,并允許在不犧牲分辨率的情況下全面糾正失配。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器基礎(chǔ)知識(shí)
模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量(“現(xiàn)實(shí)世界”中大多數(shù)現(xiàn)象的特征)轉(zhuǎn)換為數(shù)字域,用于信息處理、計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸和控制系統(tǒng)。理想 ADC 的輸入和輸出之間的關(guān)系如圖 1 所示。模擬信號(hào) x(t) 首先通過(guò)采樣器進(jìn)行處理,該采樣器在固定周期、均勻分布、離散時(shí)刻獲取其值,分辨率指定由采樣頻率fs=1/Ts。然后離散時(shí)間樣本被量化并編碼為比特字。量化器通過(guò)應(yīng)用圖 2 所示的傳遞函數(shù)將連續(xù)值轉(zhuǎn)換為固定離散值。當(dāng)設(shè)計(jì)需要時(shí),稍微不同的曲線(xiàn)(圍繞零不對(duì)稱(chēng)或具有不均勻分布的步長(zhǎng))可以描述量化過(guò)程。量化值隨后被編碼為數(shù)字 N 位字。
實(shí)際上,模擬信號(hào)的數(shù)字化遠(yuǎn)非剛才描述的理想過(guò)程。事實(shí)上,量化器引入了誤差,這是由于用一組有限的 2N 個(gè)離散值來(lái)表示模擬連續(xù)值時(shí)的近似造成的。某個(gè)固定間隔中包含的所有模擬信號(hào)值都與相同的離散輸出值相關(guān)(參見(jiàn)圖 2 中的曲線(xiàn))。這種近似給量化器輸出值帶來(lái)了不確定性,通常將其建模為零均值、不相關(guān)的噪聲,稱(chēng)為量化噪聲。這種噪聲可以減少(例如通過(guò)增加位數(shù)),但永遠(yuǎn)無(wú)法完全避免。請(qǐng)注意,在實(shí)踐中,由于 ADC 實(shí)現(xiàn)中的不準(zhǔn)確和不匹配,
采樣過(guò)程中涉及的硬件設(shè)備(采樣器和時(shí)鐘發(fā)生器)的性質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致輸出采樣數(shù)據(jù)的精度損失。這種不性有兩個(gè)組成部分(隨機(jī)和確定性),可以通過(guò)定時(shí)抖動(dòng)和定時(shí)偏移誤差很好地建模。這兩種現(xiàn)象有很大不同,因此必須使用不同的模型來(lái)描述并使用不同的方法進(jìn)行補(bǔ)償。特別是,雖然定時(shí)抖動(dòng)具有隨機(jī)性質(zhì)并且可以相關(guān)或不相關(guān)(彩色定時(shí)抖動(dòng)和白色定時(shí)抖動(dòng)),但定時(shí)偏移是確定性延遲。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率較高時(shí),相關(guān)的定時(shí)抖動(dòng)以及定時(shí)偏移具有更顯著的影響。通常,即使與整個(gè)采樣周期相比它們非常小,它們會(huì)產(chǎn)生破壞性影響,從而損害高精度應(yīng)用。事實(shí)上,在高采樣頻率下,對(duì)精度的限制變得更加嚴(yán)格。
我們的目標(biāo)是在不影響 ADC 性能和實(shí)施成本的情況下提高轉(zhuǎn)換過(guò)程的采樣頻率。一個(gè)好的解決方案是時(shí)間交錯(cuò)架構(gòu)。時(shí)間交錯(cuò) ADC 是通過(guò)使用多個(gè)較低采樣率 ADC 來(lái)提高系統(tǒng)整體采樣頻率的有效方法。
不幸的是,當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)間交錯(cuò)時(shí),轉(zhuǎn)換過(guò)程會(huì)受到通道之間時(shí)序和增益不匹配的影響。當(dāng)輸入信號(hào)具有帶通性質(zhì)時(shí),用于校正這些失配的所有已知解決方案都是無(wú)效的,而帶通性質(zhì)是數(shù)字通信接收器常見(jiàn)的情況。TI-ADC 的當(dāng)前識(shí)別和校正架構(gòu)也無(wú)法解決所需信號(hào)頻譜副本不在奈奎斯特區(qū)域而是駐留在更高階奈奎斯特區(qū)域的情況。高階奈奎斯特區(qū)域上的帶通采樣通常用于所涉及的信號(hào)在頻域中具有稀疏性質(zhì)的通信場(chǎng)景中。
在下一節(jié)中,我們將簡(jiǎn)要解釋增益和時(shí)序不匹配對(duì) TI-ADC 輸入信號(hào)的影響,隨后我們將介紹用于識(shí)別和糾正兩通道 TI-ADC 情況下這些不匹配所導(dǎo)致的偽影的解決方案。
時(shí)間交錯(cuò)架構(gòu)
ADC 存在多種架構(gòu)(分級(jí)、折疊、流水線(xiàn)、逐次逼近寄存器等),適用于高采樣率、高精度應(yīng)用。在每種情況下,都存在功率和速度之間的明顯權(quán)衡,這限制了架構(gòu)可以服務(wù)的應(yīng)用程序范圍。通過(guò)使用時(shí)間交錯(cuò)的多個(gè) ADC 內(nèi)核可以消除這種妥協(xié)。
圖 3 顯示了 M 通道 TI-ADC 架構(gòu)的框圖。在交錯(cuò)方式中,兩個(gè)或多個(gè) ADC 并行放置,并且它們的樣本由多路復(fù)用器進(jìn)行時(shí)間交錯(cuò)。系統(tǒng)的整體采樣頻率必須驗(yàn)證奈奎斯特采樣定理,該定理指出
fs ≥ BW + Δf (1)
其中 BW 是信號(hào)帶寬,Δf 是抗混疊濾波器所需的額外帶寬 [1]。然而,對(duì)于每個(gè)臂,不需要驗(yàn)證奈奎斯特采樣標(biāo)準(zhǔn),因此每個(gè) TI-ADC 通道都以總體采樣頻率 fs 的 1/M 采樣模擬信號(hào)。每個(gè)采樣器的起始點(diǎn)(初始時(shí)間)延遲mTs/M。該時(shí)移轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域中的相移。在理想情況下,每個(gè)通道上的相移使得當(dāng)來(lái)自每個(gè)通道的樣本被多路復(fù)用器交織時(shí),不需要的混疊信號(hào)副本相消地求和在一起,而只有期望的副本相長(zhǎng)地求和在一起。
當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)間交錯(cuò)時(shí),轉(zhuǎn)換過(guò)程會(huì)遭受通道之間的定時(shí)和增益不匹配的影響,從而破壞復(fù)用過(guò) 程。
渠道不匹配
TI-ADC 中有兩個(gè)主要的問(wèn)題定時(shí)偏移 r0 和增益偏移 g0。時(shí)序偏移是 ADC 應(yīng)該對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的理想時(shí)刻與 ADC 對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣的實(shí)時(shí)時(shí)刻之間的差異。增益偏移是應(yīng)用于輸入信號(hào)幅度的乘法增益。這些參數(shù)是不可避免的制造工藝缺陷以及更系統(tǒng)的電路布局和寄生差異造成的。它們通常非常小,當(dāng) ADC 以獨(dú)立方式使用時(shí),它們不會(huì)影響其性能。然而,它們?cè)跁r(shí)間交錯(cuò)架構(gòu)中成為相當(dāng)大的問(wèn)題。這些問(wèn)題是由時(shí)間交錯(cuò)系統(tǒng)中使用的各個(gè) ADC 之間的差異引起的,通常稱(chēng)為通道不匹配錯(cuò)誤。通道失配誤差會(huì)引起失真。
當(dāng)用于雙通道時(shí)間交錯(cuò)架構(gòu)時(shí),兩個(gè) ADC 并行運(yùn)行,其 2Ts 時(shí)間間隔采樣時(shí)鐘有 Ts 時(shí)間偏移。當(dāng)正確復(fù)用時(shí),系統(tǒng)的整體采樣頻率會(huì)加倍。在理想的雙通道 TI-ADC 中,以半速率運(yùn)行的各個(gè) ADC 形成的混疊項(xiàng)可通過(guò)交錯(cuò)過(guò)程消除。發(fā)生這種抵消的原因是時(shí)間偏移 ADC 的混疊頻譜分量與非時(shí)間偏移 ADC 的相同頻譜分量具有相反的相位。在沒(méi)有時(shí)間偏移和增益失配的情況下,它們的頻譜之和將消除不需要的混疊分量。
由于增益和定時(shí)相位不匹配,來(lái)自交錯(cuò)時(shí)間序列副本的不需要的頻譜分量之和不會(huì)為零。事實(shí)上,兩個(gè) ADC 的采樣時(shí)刻受到恒定延遲 ?tm(其中 m = 0, 1)的影響,這會(huì)導(dǎo)致其混疊頻譜出現(xiàn)不期望的頻率相關(guān)相位偏移,從而阻止它們?cè)谳敵鎏幫昝老臅r(shí)間復(fù)用器。增益失配導(dǎo)致 TI-ADC 系統(tǒng)輸出處的頻譜分量與頻率無(wú)關(guān)的不完美抵消。
圖 4 說(shuō)明了兩通道 TI-ADC 中增益和時(shí)間失配的影響,而圖 5 和圖 6 使用 Matlab 仿真顯示了時(shí)序和增益失配對(duì)兩通道 TI-ADC 輸出頻譜的影響。理想的 TI-ADC 情況(如圖 5 所示)顯示,由于不存在不匹配,因此可以完美消除混疊副本。實(shí)際情況如圖 6 所示,顯示了時(shí)序和增益不匹配的影響,這些影響導(dǎo)致來(lái)自第二奈奎斯特區(qū)域的混疊信號(hào)副本無(wú)法完美消除,而第二奈奎斯特區(qū)域在所需頻譜上清晰可見(jiàn)。在這兩張圖中,我們使用正弦波的組合作為樣本頻譜,以便在所需的頻譜上清楚地顯示由不匹配得出的混疊副本。
不匹配識(shí)別和糾正
我們的目標(biāo)是糾正采樣數(shù)據(jù)域中的時(shí)序和增益偏移的影響。為了做到這一點(diǎn),我們必須首先估計(jì)它們。估算方法分為兩類(lèi):
? 前臺(tái)技術(shù),也稱(chēng)為非盲技術(shù),注入已知的測(cè)試或探針信號(hào),通過(guò)測(cè)量對(duì)探針的TI-ADC 輸出響應(yīng)來(lái)估計(jì)失配。
·背景技術(shù),也稱(chēng)為盲技術(shù),不需要關(guān)于輸入信號(hào)的信息(可能除了關(guān)于某些頻帶中信號(hào)活動(dòng)存在或不存在的一些知識(shí))來(lái)估計(jì)失配。
種方法的缺點(diǎn)是正常的 TI-ADC 操作在探測(cè)期間暫停,但在第二種方法中,校準(zhǔn)過(guò)程不會(huì)中斷正常的 TI-ADC 操作。
文獻(xiàn)中有許多論文在雙通道 TI-ADC 中使用盲或非盲估計(jì)和校正方法 [2]、[4]。在[2]中,作者通過(guò)基于均方(LMS)算法的自適應(yīng)方法來(lái)估計(jì)時(shí)間不匹配。假設(shè)輸入信號(hào)頻譜是低通的并且稍微過(guò)采樣。一個(gè)假設(shè)創(chuàng)建了一個(gè)僅包含不需要的別名分量的失配帶。通過(guò)該技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的混疊與非混疊頻譜電平比的總體表現(xiàn)改善約為 26dB。在近的一篇論文 [3] 中,[2] 中提出的結(jié)構(gòu)已推廣到 M 通道 TI-ADC 。在[4]中,作者提出了一種自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)使用三個(gè)固定 FIR 濾波器和兩個(gè)自適應(yīng)增益和延遲參數(shù)來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)。輸入信號(hào)的假設(shè)與[2]中的相同,即它是稍微過(guò)采樣的低通信號(hào)。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了<26dB 的改進(jìn)。上述引用的論文中的所有估計(jì)和校正結(jié)構(gòu)都是假設(shè)輸入信號(hào)具有低通性質(zhì)而導(dǎo)出的。
我們提出的解決方案完全獨(dú)立于信號(hào)頻譜和所選的整體 TI-ADC 采樣頻率,因此它也適用于應(yīng)用稀疏采樣(子采樣)的帶通信號(hào)。
圖 7 顯示了雙通道 TI-ADC 的框圖,后面是在數(shù)字域中運(yùn)行的增益和時(shí)序失配的估計(jì)和補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。
圖 8 詳細(xì)介紹了識(shí)別和補(bǔ)償組件。該架構(gòu)基于 [2] 和 [3] 中導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)。它基于這樣的假設(shè):定時(shí)偏移相對(duì)于整個(gè)采樣周期 Ts 較小,并且它們的平均值為零。我們將對(duì)此結(jié)構(gòu)提出一些重要的修改,使我們能夠在對(duì)稀疏信號(hào)應(yīng)用低速率采樣時(shí)糾正通道失配。
請(qǐng)注意,圖 8 中所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基本觀察結(jié)果是,通過(guò)使用 TI-ADC 對(duì)輸入信號(hào) x(t) 進(jìn)行過(guò)采樣(其中不發(fā)生失配),我們應(yīng)該能夠觀察到一些沒(méi)有信號(hào)的頻譜區(qū)域。能量存在。然而,由于兩個(gè)通道之間的增益和時(shí)間偏移,這些頻段中會(huì)出現(xiàn)一定量的不需要的能量(稱(chēng)為不匹配帶寬)。通過(guò)過(guò)濾和化不匹配帶寬中信號(hào)頻譜的幅度,可以自適應(yīng)地識(shí)別和糾正兩種不匹配,為此,LMS 算法是一個(gè)自然的選擇。輸入信號(hào)的低通性質(zhì)的假設(shè)以及采樣頻率的知識(shí),
我們?cè)谶@里回想一下,在只有一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的普通數(shù)字接收器中,選擇采樣頻率是為了滿(mǎn)足等式1中的等式。(1) 其中Δf稱(chēng)為過(guò)采樣因子。請(qǐng)注意,它代表采樣后兩個(gè)信號(hào)頻譜副本之間的間隙(參見(jiàn)圖 9)。我們希望使這個(gè)因素盡可能小,以符合數(shù)字接收器必須處理的后續(xù)濾波任務(wù)的要求。在實(shí)際的接收器中通常
0 < Δf ≤ 2fIF – 帶寬 (2)
常見(jiàn)的是四分之一速率采樣:fIF/fs=1/4。請(qǐng)注意,情況 Δf >2fIF-BW 對(duì)應(yīng)于信號(hào)頻率分量 fmax 與 fs/2 之間的間隙,該間隙大于奈奎斯特中零頻率與信號(hào)分量 fmin 之間的間隙區(qū)。這種假設(shè)通常被拋棄,因?yàn)樗馕吨鴰挼睦速M(fèi)。
當(dāng)使用兩通道TI-ADC時(shí),在每個(gè)臂上使用相同的采樣頻率fs0,1=fs/2,其中一個(gè)臂中的初始采樣時(shí)間的時(shí)移等于1/fs。這些采樣頻率違反奈奎斯特采樣定理,因此,駐留在第二奈奎斯特區(qū)域中的副本的負(fù)側(cè)出現(xiàn)在奈奎斯特區(qū)域中。如果結(jié)構(gòu)中不存在不匹配,則應(yīng)在多路復(fù)用器的輸出處自動(dòng)抑制該副本。我們之前指定,當(dāng)fIF/fs=1/4時(shí),Δf/2表示輸入信號(hào)的頻率fmax與fs0,1之間的差距。它還表示來(lái)自第二奈奎斯特區(qū)的負(fù)副本的零頻率和頻率之間的差距。在這種情況下,兩個(gè)副本,屬于奈奎斯特區(qū)的正值和屬于第二奈奎斯特區(qū)的負(fù)值將完美地相互重疊,并且很難想象由時(shí)間和增益偏移引起的不匹配。在Δf<2fIF-BW的情況下,屬于第二奈奎斯特區(qū)的信號(hào)副本的負(fù)側(cè)將部分重疊在屬于奈奎斯特區(qū)的正信號(hào)部分上;事實(shí)上,它將更接近于零。很明顯,對(duì)于上面指定的兩種情況,我們?cè)?fmax 和 fs0,1 之間不會(huì)有不需要的能量。這正是定義失配帶寬的光譜區(qū)域,并且當(dāng)前的 TI-ADC 識(shí)別和校正結(jié)構(gòu)就是針對(duì)該光譜區(qū)域設(shè)計(jì)的。這也是當(dāng)前架構(gòu)不適用于中頻采樣通信場(chǎng)景的原因。此外,當(dāng)應(yīng)用低速率采樣時(shí),失配帶寬的位置變得更加不可預(yù)測(cè)。
我們開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)立于調(diào)制格式、信號(hào)帶寬和總體選擇的采樣頻率的通用解決方案。通過(guò)使用我們的解決方案,我們能夠?qū)斡八浇档偷?80dB 以下,這是該領(lǐng)域的獨(dú)特結(jié)果(請(qǐng)參閱本節(jié)末尾的參考資料)。
圖 10 的個(gè)子圖中顯示了由具有增益和時(shí)間偏移的雙通道 TI-ADC 處理的 QPSK 信號(hào)的頻譜。此示例的定時(shí)偏移為 r0=0 和 r1=0.04,這對(duì)應(yīng)于總采樣時(shí)間的 4% 誤差。請(qǐng)注意,如果與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景相比,該時(shí)間偏移相當(dāng)大,但同樣對(duì)于這種極端情況,識(shí)別和校正結(jié)構(gòu)仍然提供良好的衰減水平。本示例選擇的增益偏移為 g0=0 和 g1=0.05,這對(duì)應(yīng)于 TI-ADC 第二臂上的 5% 誤差。請(qǐng)注意,應(yīng)屬于第二個(gè)奈奎斯特區(qū)域的 QPSK 信號(hào)副本出現(xiàn) 在個(gè)奈奎斯特區(qū)域中。該復(fù)制品完全疊加在信息信號(hào)上,因此,不可能在該信號(hào)頻譜上證明其存在。圖 8 的 第二個(gè)子圖中顯示了補(bǔ)償器輸出處的信號(hào)頻譜。在此圖中,我們插入的用于測(cè)試結(jié)構(gòu)功能的音調(diào)并不存在于信號(hào)頻譜的外側(cè)(高頻);通過(guò)使用所提出的估計(jì)和補(bǔ)償結(jié)構(gòu),我們能夠?qū)⑵淠芰拷档偷?90dB 以下。該值由圖中的紅色虛線(xiàn)表示。
圖 11 顯示了估計(jì)過(guò)程的收斂行為。當(dāng)定時(shí)和增益誤差收斂到其正確值時(shí),LMS 誤差化。本例中 LMS 算法選擇的步長(zhǎng)是 μ=0.04。由于 LMS 算法已應(yīng)用于化確定性正弦音調(diào)的能量,因此誤差的收斂值具有零均值和零方差。在圖 11 的第二個(gè)子圖中,顯示了與定時(shí)誤差相關(guān)的權(quán)重的收斂行為。類(lèi)似地,圖11的第三個(gè)子圖顯示了與增益誤差估計(jì)相關(guān)的權(quán)重的收斂過(guò)程;該過(guò)程在 200 個(gè)樣本后收斂到 0.025,這是與 ADC 增益平均值相對(duì)應(yīng)的理論預(yù)期值。
為了證明我們無(wú)法在頻譜圖中直接看到的失配抑制程度,我們?cè)趫D 12 中將解調(diào)的 QPSK 星座(校正后)與傳輸?shù)男亲M(jìn)行比較。解調(diào)過(guò)程是通過(guò)將信號(hào)傳遞給希爾伯特變換來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這使我們能夠訪問(wèn)分析信號(hào)及其復(fù)包絡(luò)。然后,信號(hào)通過(guò)數(shù)字下變頻器中的復(fù)外差進(jìn)行下變頻。,將具有適當(dāng)時(shí)間對(duì)準(zhǔn)但不進(jìn)行相位校正的匹配濾波器應(yīng)用于復(fù)雜基帶信號(hào),以化其信噪比。由該過(guò)程產(chǎn)生的星座如圖 12 的第三個(gè)子圖中所示,以及個(gè)子圖中傳輸?shù)?QPSK 星座和第二個(gè)子圖中 TI-ADC 輸出處損壞的 QPSK 星座。清楚地表明,TI-ADC 不匹配會(huì)導(dǎo)致匹配濾波器輸出星座點(diǎn)周?chē)姆讲钤圃黾?。通過(guò)使用所提出的結(jié)構(gòu)完全消除了方差云。
在圖 13 中,我們?cè)跉w一化頻率軸上生成了 17 個(gè)等間隔的正弦波,頻率范圍為 0.1 到 0.4。增益和時(shí)間誤差與之前模擬中使用的相同。時(shí)間和增益偏移的綜合影響可以在圖 13 的個(gè)子圖中可視化,其中來(lái)自第二奈奎斯特區(qū)且在多路復(fù)用器的輸出處不受抑制的折疊頻譜出現(xiàn)在所構(gòu)建的信息信號(hào)的頻譜線(xiàn)之間。圖 13 的第二個(gè)子圖顯示了補(bǔ)償后獲得的光譜。在這里我們可以清楚地認(rèn)識(shí)到光譜偽影顯著減少。我們還注意到包含偽影殘留的殘留頻譜,其抑制程度與探測(cè)信號(hào)的程度不同。正如同圖中的紅色虛線(xiàn)所示,這些偽影低于 -90dB。請(qǐng)注意,在補(bǔ)償之前,影響信號(hào)的雜散峰值的幅度(對(duì)數(shù)標(biāo)度)為 -30.2dB;補(bǔ)償后其幅度為-90dB。這個(gè)結(jié)果清楚地表明我們的結(jié)構(gòu)能夠獲得大約 60dB 的改進(jìn)。
為了完整起見(jiàn),圖 14 顯示了 LMS 收斂行為,以及正弦波頻譜情況下的時(shí)間和增益偏移估計(jì)。識(shí)別結(jié)構(gòu)中嵌入的 LMS 算法使用的 μ 值與圖 10 的模擬中相同。
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