DVB-T射频调谐器的设计与实现

论文摘要

当前射频信号接收系统的应用已无处不在,射频调谐器作为其前端关键部件,已广泛的应用于电视、数字和模拟机顶盒以及数字视频编码器等消费电子产品中,其性能指标直接决定了整个信号接收系统的优劣。本文完成了对DVB-T射频调谐器的深入研究和设计实现。首先对接收机射频前端系统的技术指标及架构进行了分析,然后根据性能要求选择了二次变频架构作为本次设计的实现方案,并对二次变频系统架构进行链路规划以及增益预算、噪声系数等相关仿真。随后对低噪声放大器结构进行了探讨,提出了一种可预测增益和噪声系数的方法,只需掌握器件的S参数和噪声参数就能对放大器设计的可行性进行预测,相对于传统作法,设计过程得到了大大简化。然后对锁相模块进行了深层次分析,为了解决频率步进与相位噪声的矛盾,提出了一种直接数字式频率合成器（DDS,Direct Digital Synthesizer）驱动锁相环（PLL,Phase Locked Loop）的前端系统的锁相模块设计方法,最后通过实验证明了这种方法的有效性,通过这种方法可使其在所用频率点上无相位截断噪声,从而使调谐器本振的相位噪声大大改善,锁相性能得到很大提升。接下来在基于前面低噪声模块和锁相模块的设计方法的基础上,加上对低通滤波器、混频器等其他电路模块的研究,完成了系统前端模块的具体实现。最后对本次所设计的射频前端模块进行性能测试,通过与NXPDB216对比测试证明,本次设计完全实现了预期的性能要求,并且在某些方面性能指标更优,可以作为今后设计的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究的背景和意义
• 1.2 国内外相关技术发展现状
• 1.2.1 射频调谐器发展回顾
• 1.2.2 射频调谐器设计的难点
• 1.3 课题来源及主要研究内容
• 第2章 DVB-T射频调谐器系统分析
• 2.1 DVB-T射频调谐器的指标
• 2.1.1 灵敏度
• 2.1.2 选择性
• 2.1.3 动态范围
• 2.1.4 镜像抑制
• 2.1.5 相位噪声
• 2.2 DVB-T常用调谐器方案介绍和比较
• 2.2.1 单次变频方案
• 2.2.2 二次变频方案
• 2.3 系统方案选定及仿真
• 2.4 本章小结
• 第3章 低噪声放大器的设计与实现
• 3.1 放大器的设计方法
• 3.1.1 有损匹配法
• 3.1.2 平衡式放大器
• 3.1.3 负反馈放大器
• 3.1.4 有源匹配放大器
• 3.2 级联低噪声放大器噪声与增益可预测性设计
• 3.2.1 理论依据
• 3.2.2 级联LNA噪声与增益可预测性设计流程
• 3.3 低噪声放大器的设计与实现
• 3.3.1 低噪声晶体管选择
• 3.3.2 放大器结构设计
• 3.3.3 稳定性判断
• 3.3.4 直流偏置电路设计
• 3.3.5 测试
• 3.4 本章小结
• 第4章 高性能本振的改进与实现
• 4.1 锁相环频率合成器的相位噪声分析
• 4.2 数字电视调谐器本振的设计
• 4.2.1 DDS的基本原理及其噪声分析
• 4.2.2 DDS/ PLL组合式频率合成器的设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 调谐器的实现
• 5.1 低通滤波器
• 5.2 上变频器
• 5.3 镜像抑制滤波器
• 5.4 下变频器
• 5.5 信道选择滤波器
• 5.6 自动增益控制
• 5.7 本章小结
• 第6章 射频调谐器模块的实测
• 6.1 射频调谐器模块测试平台
• 6.2 增益平坦度测试比较
• 6.2.1 自制调谐器
• 6.2.2 NXPDB216 测试板
• 6.3 噪声系数测试比较
• 6.3.1 自制调谐器
• 6.3.2 NXPDB216 测试板
• 6.4 三阶交调测试比较
• 6.4.1 自制调谐器
• 6.4.2 NXPDB216 测试板
• 6.5 EVM及其相关指标的测试比较
• 6.5.1 自制调谐器
• 6.5.2 NXPDB216 测试板
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢