Modeling Analog to Digital Converters at Radio Frequency

Sammanfattning: Det här arbetet handlar om att ta fram beteendemodeller av analog till digital omvandlare avsedda för tillämpningar i radiofrekvensområdet. Det gäller tillämpningar inom telekommunikation men även in test- och mätinstrument där omvandlingen från analoga till digitala signaler ofta är en prestandamässig flaskhals. Modellerna är avsedda att användas för att efterbehandla utdata från omvandlaren och på så sätt förbättra prestanda på den digitala signalen. Genom att skapa modeller av verkliga omvandlare och hur dessa avviker från ett idealt beteende kan ofullständigheter korrigeras genom så kallad postkorrigering.Beteendemodeller innebär att genererar en lämplig insignal, mäta utdata och beräkna en modell. För omvandlare i radiofrekvensområdet ställs höga krav på instrumentering. Den testutrustningen som används är baserad på moderna högprestanda instrument som har kompletterats med specialbyggd utrustning för signalkonditionering och datainsamling. I avhandlingen har även olika insignaler utvärderats med såväl teoretisk som experimentell analys.Det finns ett flertal olika varianter av modeller för att modulera ett olinjär, dynamisk system. För att få en parametereffektiv modell har utgångspunkten varit att utgå från en Volterramodell som på ett optimalt sätt beskriver svagt olinjära dynamiska system, så som analog till digital omvandlare, men som är alltför omfattande i antal parametrar. Volterramodellens har sedan reducerats till en mindre parameterintensiv, modellerstruktur på så sätt att Volterrakärnans symmetriegenskaper jämförts med symmetrierna hos andra modeller. En alternativ metod är att använda en Kautz-Volterramodell. Den har samma generella egenskaper som Volterramodellen, men är inte lika parameterkrävande. I den här avhandlingen redovisas experimentella resultat av Kautz-Volterramodellen som i framtiden kommer att vara intressanta att använda för postkorrigeringen.För att kunna beskriva beteenden som en dynamiska olinjära modellen inte klarar av har modellen kompletterats med en statisk styckvis linjär modellkomponent. I avhandlingen presenteras en sluten lösning för att identifiera samtliga paramervärden i modellen. Vidare har det i avhandlingen genomförs en analys av hur respektive komponent påverkar prestanda på utsignalen. Därigenom erhålls ett mått på den maximala prestandaförbättring som kan uppnås om felet kan elimineras.