调制器输出端的DAC寄生信号探讨

作者：Habeeb Ur Rahman Mohammed  德州仪器
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。

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。

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。

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。

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。
如欲了解有关 DAC 基本知识的更多详情，敬请查阅《高速数模转换器基础知识》。如欲了解有关 DAC 及调制器接口的更多详情，敬请查阅《DAC348x 与调制器的模拟接口网络》。