Self-Calibrating Embedded RF Down-Conversion Mixers

Abstract

This paper proposes a self-calibrating approach for embedded RF down-conversion mixers. In the proposed approach, the output of the RF mixer is analyzed by using on-chip resources for testing and the mixer performs self-compensation for parametric defects using tuning knobs. The tuning knobs enable the RF mixer to self-calibrate for multi-parameter variations induced due to process variability. Using this methodology, it is demonstrated that performance compensation of RF downconversion mixers can be performed simultaneously for critical specifications such as Gain and 1-dB compression point (P1dB).

Τεχνικές Ελέγχου Ορθής Λειτουργίας Και Διόρθωσης Επιδόσεων Τηλεπικοινωνιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Υψηλών Συχνοτήτων

“…Στη συχνότητα συντονισμού κατάλληλη προσαρμογή του μηχανισμού ρύθμισης. Παρά την ύπαρξη και επαναληπτικών (iterative) διαδικασιών διόρθωσης των επιδόσεων [93,132], οι οποίες επιτυγχάνουν υψηλή ανάκτηση της απωλεσθείσας απόδοσης (yield) με την κατάτμηση της διαδικασίας διόρθωσης σε μεγάλο αριθμό διαδοχικών κύκλων, η 'εφάπαξ' προσέγγιση [13,94] -την οποία και υιοθετεί η προτεινόμενη μεθοδολογία -τείνει να επικρατήσει, καθώς εξασφαλίζει πολύ βραχύτερους χρόνους διόρθωσης. τιμές των χαρακτηριστικών επίδοσης για όλες τις N καταστάσεις λειτουργίας του κυκλώματος.…”

“…Στον Πίνακα 5.4 παρατηρούμε πως, ενώ οι τάσεις IF + και IFπαρέχουν από μόνες τους [O=(O1, O2)] ικανοποιητική ακρίβεια προγνώσεων της απολαβής, αποτυγχάνουν ωστόσο να επιτύχουν εξίσου υψηλά επίπεδα εμπιστοσύνης για τα 1dB CP και IP3. Στην εργασία [13], η διαφορική τάση ΔIF (=IF + -IF -) έχει προταθεί ως παρατηρήσιμο μέγεθος για την πρόγνωση των επιδόσεων του μίκτη. Παρόλα αυτά, σύμφωνα με τον Πίνακα 5.4, η τάση (IF + -IF -) από μόνη της (O = O1 -O2) αποτυγχάνει να εξασφαλίσει αποδεκτά επίπεδα εμπιστοσύνης για τη συγκεκριμένη σχεδίαση μίκτη.…”

“…Επιπλέον, δεν αναφέρθηκε αλλοίωση της συνολικής πιθανότητας ανίχνευσης σφαλμάτων. Επανεκτιμήθηκε, επίσης, η ματος τοπικού ταλαντωτή (LO) ως διέγερσης ελέγχου παρέχει ακριβή και χαμηλού κόστους εναλλακτικό έλεγχο καθώς αποφεύγεται η χρήση εξωτερικού σήματος διέγερσης [13,72,140,145]. Κατά την προσέγγιση αυτή, ο μίκτης τίθεται στην ομόδυνη λειτουργία, και η απόκριση ελέγχου αντιστοιχεί στις DC τάσεις που εμφανίζονται στις εξόδους του κυκλώματος, πράγμα που απλοποιεί τη συλλογή και την επεξεργασία της απόκρισης.…”

“…Επιπλέον, η σχεδίαση θα πρέπει επίσης να προβλέπει την αναδρομολόγηση των παρατηρήσιμων τάσεων προς την είσοδο του ADC, πράγμα όχι τετριμμένο καθώς οι τάσεις ενδέχεται να προέρχονται από εσωτερικούς κόμβους του μίκτη. Αν ένας ενσωματωμένος ψηφιακός επεξεργαστής σήματος (digital signal processor, DSP) είναι εξίσου διαθέσιμος, τόσο η διαδικασία του εναλλακτικού ελέγχου όσο και η διαδικασία της διόρθωσης θα μπορούσαν να πραγματοποιούνται εσωτερικά, προσφέροντας, αντίστοιχα, λύσεις ενσωματωμένου ελέγχου (built-in test, ΒΙΤ) [140] και αυτοδιόρθωσης (self-calibration) [13]. Η εφαρμογή των πιο πάνω τεχνικών προϋποθέτει πως το DSP ή/και ο ADC έχουν ήδη ελεγχθεί (ο ADC θα πρέπει να έχει, επίσης, βαθμονομηθεί) πριν τον έλεγχο και τη διόρθωση του μίκτη.…”

“…Πρόκειται για ένα τετραδιάστατο φίλτρο που ανήκει στη γενική κλάση των υπερορθογωνικών (hyper-rectangular) φίλτρων ελαττωμάτων [38]. Λεπτομέρειες που αφορούν τη χρήση των τελευταίων στον έλεγχο μικτών RF μπορούν να βρεθούν στη βιβλιογραφία [13,78,142,145]. Να σημειωθεί πως η τεχνική ελέγχου του VAC η οποία παρουσιάστηκε προηγουμένως εκμεταλλεύεται, στην πράξη, ένα μονοδιάστατο φίλτρο ελαττωμάτων.…”