调制器输出端的 DAC 寄生信号分析

shuszhao

我最近应一位客户的特别要求，评估了TRF3720 全面集成型 IQ 调制器和 PLL/VCO 线性性能。在测量 OIP3 性能时，我观察到了出乎预料的寄生信号，如图 1 所示。经与同事讨论，我们得出的结论是数模转换器 (DAC) 基带 (BB) 影像与 TRF3720 电压控制振荡器 (VCO) 及本地振荡器 (LO) 的混合产生了这些寄生信号。整合 BB 滤波器可最大限度地消除这些寄生信号。本文将探讨这些寄生信号是如何出现在调制器输出端的。

                               
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图 1：OIP3 测量频谱分析仪截图

在图 1 所示的频谱分析仪截图中，有两个 RF 音调（RF1 与 RF2）和两个互调失真 (IMD) 音调（IMD1 和 IMD2），以及两个寄生信号（SPUR1 和 SPUR2）。使用的 BB 频率 BB1 为 123.6MHz，BB2 为 183.6MHz。TRF3720 在 1986.56MHz LO 下进行了编程，支持诸如 3973.12MHz 的 2xLO VCO 工作。由于寄生信号之间的间隔 (60MHz) 与 RF 或 BB 音调间隔完全一样，因此可以判定这些寄生信号是 BB 产生的。

                               
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图 2：设置方框图与图片

图 2 是方框图设置与图片。TRF3720 与 DAC38H84 级联。TSW1400 模式发生器用于生成基带 (BB) 信号。

                               
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图 3：关断 BB2 后的频谱分析仪截图

图 3 是关闭 BB2 后的频谱分析仪截图。SPUR2 是 BB1 的混合积。此外，该图还显示了一条黑色迹线，这是将 LO 增加“X”Hz 的结果。增加 LO“X”Hz，会让 SPUR2 增加“3X”Hz。这说明“SPUR2”很可能是在 VCO（在 2xLO 下工作）的基础上加上“2X”Hz 再加上 LO 增大的“X”Hz 的混合积。

                               
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图 4：DAC 输出响应

图 4 是 DAC 的输出响应。DAC 输出中既有所需的 BB 频率，也有 DAC 影像频率 (DAC images)。这里的 n 代表 1 至 ∞ 以及 -1 至 -∞ 的整数。由于 DAC 时钟频率为 1228.8MHz、BB1 为 123.6MHz，因此 BB1 DAC 影像频率为 1105.2MHz、1352.5MHz、2334MHz、2581.2MHz、3562.8MHz 以及 3810MHz 等。这些影像频率与 VCO 混合时，可在 ] 生成某些积。这些影像频率与 LO 混合时，可在 LO 上生成某些积。在观察到这些积之后，一个 BB1 (123.6MHz) DAC 影像频率生成了 SPUR2 (2149.48MHz)，而一个 BB2 (183.6MHz) DAC 影像频率则生成了 SPUR1 (2089.68MHz)。

一般来说，DAC 影像频率的寄生信号与 VCO、LO 以及基准混合，会落在所需的调制器调制输出频谱中。这种寄生信号可通过在 DAC 输出与调制器基带输入之间整合 BB 滤波器来最大程度降低。

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