Digital Calibration Algorithms for Ny@uist-Rate Analog to

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Transcript of Digital Calibration Algorithms for Ny@uist-Rate Analog to

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-35d

Bm

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In-Band Out-of-Band Out-of-Band

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z

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z

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z

-79d

Bm

-58d

Bm

-30d

Bm

-58d

Bm

-10d

Bm

0dB

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In-Band Out-of-Band Out-of-Band

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Bm

-39d

Bm

-30d

Bm

-30d

Bm

-30d

Bm

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Bm

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−110

−90

−80

−70

−60

−50

−40

−30

−20

−10

0

Out−of−Band

fo +

5M

Hz

fo +

10M

Hz

fo +

15M

Hz

fo −

5M

Hz

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10M

Hz

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15M

Hz fo

all other BlockerSignal Level for

−52d

Bm

−56d

Bm

−44d

Bm

−52d

Bm

−56d

Bm

−44d

Bm

−44d

Bm

−44d

Bm−44dBm −44dBm

fo −

20M

Hz

fo +

20M

Hz

2185

MH

z

2230

MH

z

2255

MH

z

1275

0 M

Hz

2095

MH

z

2050

MH

z

2025

MH

z

1 H

z

−30dBm

−15dBm

−30dBm

−15dBm

Signal Level forAdjacent BlockerTest −92.7dBm

Tests

In−BandOut−of−Band

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·��¨¸�¹�º »½¼¿¾¨��À9J�·�Á�¾L�¹���º »½¼*¾L�6À!ÃÄ£1Å��ÆÇ0�LÆ��kÈ Ñaô��ìô Ò

Ù\���B«�Õ·´µ�X�����EèÃ�;¬ÊÑ�·ÊÉ�¨¸�¹ Ò ©X�8¢�´/������¼�����«���®·­�«\­½����®/�xª�«¶��¼w�jÇ6��������®z�����������¶ª�®�¦1­½��ª�«*©X�8¢�´��­½�@­����ɪ�®�¼�´�­y�8��­����É����¾���ªÎ©x����§

· É�L¸E¹uº ��ÁÌË�Í�Î J ·ÊÉ�¨¸�¹�º »½¼¿¾¨��ÀÏ ��º Ë��u�L����Ð��&Á�Ñ Ñaô��áí Ò

Çy�������8§ Ï ��º Ë��¨�L���LÐu��Á�Ñê�«ã­½���B¦x�8ª�®âX�X­�­���®·´µ�X­�ª��x®4�X�f�8¢�¢W­����B«¶­½�8¦x��«y¼��¶��¾�����ª�®�¦@­½���B°�¢���¾ ²�´�®������¾��8®�«�ª��������X­½ª��x®q�3¨b«�ª��kª�¢��8��¾=�8¢�¾�´�¢��X­½ª��x®Jª�«3���8®��ã­½�B�¶��������­½���\®��8ª�«��6­½�B�x´/­�¼�´/­��X�w­����\����¾���ª�©x���

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Gain Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

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Gain VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Gain-Power (dB) Gain-AV dB 15 -2 10 10 0 Gain (Av/Av)^2 31.6227766 0.630957344 10 10 1 Gain (Av/Av) 5.62341325 0.794328235 3.16227766 3.162278 1 Gain (Total) dB 42 40 50 60 60 Gain (Total) 125.892541 100 316.227766 1000 1000 Impedance 1000 1000 1000 1000

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���L�±�Lð'�%ðñ�E��÷¢��Å�õ�ÿ7���¢��õ Ð���¸�J�����°�Lð'�%ðñ�E��÷¢�°Å¢õ�ÿ7���¢��õ Ð��#¸Mà`Ë��u���6��Ðu��Á�ÑaßTIÊÅ�L�°í!Ü�U��&¸5Í�¸7à¢Ðh» Ñ�ô��Îß�� Ò

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�E��÷¢��Å�õ�ÿ7���Û��õ ³ �¨¸�¹WV Jß=ë�X �&ÑhÁ�Ük¼Y���6�h�L¼ KNM+Z OkÖ�� ÃÍà8ëIÃ;ë^�òëxë/ß Ñ�ô��áô�ß Ò

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WLAN 802.11a Minimum Signal Level for Sensitivity Test Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Minimum Signal Level Output (dBm) -82 -83.5 -85 -65 -55 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 3.155E-10 2.2334E-10 1.5811E-10 1.58E-08 1.58E-07 Minimum Signal Level Output (dBV) -95.0103 -96.5103 -98.0103 -78.0103 -68.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 1.776E-05 1.4945E-05 1.2574E-05 0.000126 0.000398 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 5.024E-05 4.227E-05 3.5566E-05 0.000356 0.001125

Minimum Signal Level for Interference Test Minimum Signal Level Output (dBm) -79 -80.5 -82 -62 -52 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 6.295E-10 4.4563E-10 3.1548E-10 3.15E-08 3.15E-07 Minimum Signal Level Output (dBV) -92.0103 -93.5103 -95.0103 -75.0103 -65.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 2.509E-05 2.111E-05 1.7762E-05 0.000178 0.000562 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 7.096E-05 5.9708E-05 5.0238E-05 0.000502 0.001589

Maximum Signal Level Minimum Signal Level Output (dBm) -20 -21.5 -23.5 -23.5 -11.5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.0005 0.00035397 0.00022334 0.000223 0.00354 Minimum Signal Level Output (dBV) -33.0103 -34.5103 -36.5103 -36.5103 -24.5103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.0223607 0.01881417 0.01494462 0.014945 0.059496 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.0632456 0.0532145 0.04226978 0.04227 0.168279

WLAN 802.11a Minimum Signal Level for Sensitivity Test VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Minimum Signal Level Output (dBm) -40 -42 -32 -22 -22 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.000005 3.15479E-06 3.15479E-05 0.000315 0.0003155 Minimum Signal Level Output (dBV) -53.0103 -55.01029996 -45.01029996 -35.0103 -35.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.00223607 0.001776172 0.005616749 0.017762 0.0177617 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.00632456 0.005023773 0.015886565 0.050238 0.0502377

Minimum Signal Level for Interference Test Minimum Signal Level Output (dBm) -37 -39 -29 -19 -19 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 9.9763E-06 6.29463E-06 6.29463E-05 0.000629 0.0006295 Minimum Signal Level Output (dBV) -50.0103 -52.01029996 -42.01029996 -32.0103 -32.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.00315853 0.00250891 0.007933869 0.025089 0.0250891 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.00893367 0.007096268 0.022440369 0.070963 0.0709627

Maximum Signal Level Minimum Signal Level Output (dBm) -11.5 -13.5 -10.5 -10.5 -10.5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.00353973 0.002233418 0.004456255 0.004456 0.0044563 Minimum Signal Level Output (dBV) -24.5103 -26.51029996 -23.51029996 -23.5103 -23.5103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.05949562 0.047259052 0.066755185 0.066755 0.0667552 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.16827903 0.133668784 0.188812175 0.188812 0.1888122

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WLAN 802.11b Minimum Signal Level for Sensitivity Test Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Minimum Signal Level Output (dBm) -76 -77.5 -79 -60 -48 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 1.256E-09 8.8914E-10 6.2946E-10 5E-08 7.92E-07 Minimum Signal Level Output (dBV) -89.0103 -90.5103 -92.0103 -73.0103 -61.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 3.544E-05 2.98184E-05 2.5089E-05 0.000224 0.00089 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.0001002 8.43393E-05 7.0963E-05 0.000632 0.002518

Minimum Signal Level for Interference Test Minimum Signal Level Output (dBm) -70 -71.5 -73 -54 -42 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 5E-09 3.53973E-09 2.5059E-09 1.99E-07 3.15E-06 Minimum Signal Level Output (dBV) -83.0103 -84.5103 -86.0103 -67.0103 -55.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 7.071E-05 5.94956E-05 5.0059E-05 0.000446 0.001776 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.0002 0.000168279 0.00014159 0.001262 0.005024

Maximum Signal Level Minimum Signal Level Output (dBm) -10 -11.5 -13.5 -13.5 -1.5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.005 0.003539729 0.00223342 0.002233 0.035397 Minimum Signal Level Output (dBV) -23.0103 -24.5103 -26.5103 -26.5103 -14.5103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.0707107 0.059495621 0.04725905 0.047259 0.188142 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.2 0.168279028 0.13366878 0.133669 0.532145

WLAN 802.11b Minimum Signal Level for Sensitivity Test VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Minimum Signal Level Output (dBm) -16 -18 -15 -1 -1 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.00125594 0.000792447 0.001581139 0.039716 0.0397164 Minimum Signal Level Output (dBV) -29.0103 -31.01029996 -28.01029996 -14.0103 -14.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.03543929 0.028150428 0.039763536 0.19929 0.1992898 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.10023745 0.079621434 0.112468265 0.563677 0.5636766

Minimum Signal Level for Interference Test Minimum Signal Level Output (dBm) -10 -12 -9 5 5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.005 0.003154787 0.006294627 0.158114 0.1581139 Minimum Signal Level Output (dBV) -23.0103 -25.01029996 -22.01029996 -8.0103 -8.0103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.07071068 0.056167488 0.079338686 0.397635 0.3976354 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.2 0.158865647 0.224403691 1.124683 1.1246827

Maximum Signal Level Minimum Signal Level Output (dBm) -1.5 -3.5 -0.5 -0.5 -0.5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.03539729 0.02233418 0.044562547 0.044563 0.0445625 Minimum Signal Level Output (dBV) -14.5103 -16.51029996 -13.51029996 -13.5103 -13.5103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.18814167 0.149446243 0.211098429 0.211098 0.2110984 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.53214501 0.422697808 0.597076524 0.597077 0.5970765

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WCDMA Minimum Signal Level for Sensitivity Test Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Minimum Signal Level Output (dBm) -106.7 -108.2 -109.7 -89.7 -79.7 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 1.069E-12 7.56781E-13 5.3576E-13 5.36E-11 5.36E-10 Minimum Signal Level Output (dBV) -119.7103 -121.2103 -122.7103 -102.7103 -92.7103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 1.034E-06 8.69931E-07 7.3196E-07 7.32E-06 2.31E-05 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 2.924E-06 2.46054E-06 2.0703E-06 2.07E-05 6.55E-05

Minimum Signal Level for Interference Test Minimum Signal Level Output (dBm) -103.7 -105.2 -106.7 -86.7 -76.7 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 2.133E-12 1.50998E-12 1.069E-12 1.07E-10 1.07E-09 Minimum Signal Level Output (dBV) -116.7103 -118.2103 -119.7103 -99.7103 -89.7103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 1.46E-06 1.22881E-06 1.0339E-06 1.03E-05 3.27E-05 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 4.131E-06 3.4756E-06 2.9244E-06 2.92E-05 9.25E-05

Minimum Signal Level for Adj Ch Selectivity Minimum Signal Level Output (dBm) -92.7 -94.2 -95.7 -75.7 -65.7 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 2.685E-11 1.90095E-11 1.3458E-11 1.35E-09 1.35E-08 Minimum Signal Level Output (dBV) -105.7103 -107.2103 -108.7103 -88.7103 -78.7103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 5.182E-06 4.35999E-06 3.6685E-06 3.67E-05 0.000116 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 1.466E-05 1.23319E-05 1.0376E-05 0.000104 0.000328

Maximum Signal Level Minimum Signal Level Output (dBm) -25 -26.5 -28.5 -28.5 -18.5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.0001581 0.000111936 7.0627E-05 7.06E-05 0.000706 Minimum Signal Level Output (dBV) -38.0103 -39.5103 -41.5103 -41.5103 -31.5103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.0125743 0.010579984 0.00840398 0.008404 0.026576 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.0355656 0.029924713 0.02377004 0.02377 0.075167

WCDMA Minimum Signal Level for Sensitivity Test VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Minimum Signal Level Output (dBm) -64.7 -66.7 -56.7 -46.7 -46.7 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 1.6942E-08 1.06898E-08 1.06898E-07 1.07E-06 1.069E-06 Minimum Signal Level Output (dBV) -77.7103 -79.71029996 -69.71029996 -59.7103 -59.7103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.00013016 0.000103392 0.000326953 0.001034 0.0010339 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.00036815 0.000292435 0.000924762 0.002924 0.0029244

Minimum Signal Level for Interference Test Minimum Signal Level Output (dBm) -61.7 -63.7 -53.7 -43.7 -43.7 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 3.3804E-08 2.1329E-08 2.1329E-07 2.13E-06 2.133E-06 Minimum Signal Level Output (dBV) -74.7103 -76.71029996 -66.71029996 -56.7103 -56.7103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.00018386 0.000146044 0.000461833 0.00146 0.0014604 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.00052003 0.000413076 0.001306261 0.004131 0.0041308

Minimum Signal Level for Adj Ch Selectivity Minimum Signal Level Output (dBm) -50.7 -52.7 -42.7 -32.7 -32.7 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 4.2557E-07 2.68516E-07 2.68516E-06 2.69E-05 2.685E-05 Minimum Signal Level Output (dBV) -63.7103 -65.71029996 -55.71029996 -45.7103 -45.7103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.00065236 0.000518185 0.001638645 0.005182 0.0051819 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.00184514 0.001465649 0.004634789 0.014656 0.0146565

Maximum Signal Level Minimum Signal Level Output (dBm) -18.5 -20.5 -10.5 -10.5 -10.5 Minimum Signal Level Output (Vrms^2) 0.00070627 0.000445625 0.004456255 0.004456 0.0044563 Minimum Signal Level Output (dBV) -31.5103 -33.51029996 -23.51029996 -23.5103 -23.5103 Minimum Signal Level Output (Vrms) 0.02657572 0.021109843 0.066755185 0.066755 0.0667552 Minimum Signal Level Output (Vp-p) 0.07516748 0.059707652 0.188812175 0.188812 0.1888122

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WLAN 802.11a Blocker Profiles Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Minimum Desired Signal (dBV) -92 -93.5 -95 -75 -65 Maximum Desired Signal (dBV) -33 -34.5 -36 -36 -24 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) -71 -72.5 -74 -54 -44 Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) -52 -53.5 -55 -35 -25 Out of Band Blocker(>50-100MHz away) (dBV) -43 -44.5 -46 -26 -16 Out of Band Blocker (>100-750MHz away)(dBV) -43 -44.5 -94.5 -74.5 -64.5 Out of Band Blocker(750-2750MHz away)(dBV) -23 -24.5 -74.5 -54.5 -44.5 Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) -13 -14.5 -64.5 -44.5 -34.5 Highest Blocker (dBV) -13 -14.5 -46 -26 -16

WLAN 802.11a Blocker Profiles VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Minimum Desired Signal (dBV) -35 -37 -25 -16 -16 Maximum Desired Signal (dBV) -24 -26 -14 -14 -14 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) -14 -16 -28 -19 -19 Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) 0 -2 -42 -38 -38 Out of Band Blocker(>50-100MHz away) (dBV) 4 2 -46 -46 -46 Out of Band Blocker (>100-750MHz away)(dBV) -48.5 -50.5 -110.5 -110.5 -110.5 Out of Band Blocker(750-2750MHz away)(dBV) -44.5 -46.5 -106.5 -106.5 -106.5 Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) -34.5 -36.5 -96.5 -96.5 -96.5 Highest Blocker (dBV) 4 2 -28 -19 -19

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WLAN 802.11b Blocker Profiles Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Minimum Desired Signal (dBV) -86 -87.5 -89 -69 -59 Maximum Desired Signal (dBV) -23 -24.5 -26 -26 -14 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) -51 -52.5 -54 -34 -24 Out of Band Blocker (25-400MHz away)(dBV) -40 -41.5 -46.5 -26.5 -16.5 Out of Band Blocker (>400MHz away)(dBV) -23 -24.5 -59.5 -39.5 -29.5 Highest Blocker (dBV) -23 -24.5 -46.5 -26.5 -16.5

WLAN 802.11b Blocker Profiles VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Minimum Desired Signal (dBV) -45 -47 -35 -25 -25 Maximum Desired Signal (dBV) -14 -16 -4 -4 -4 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) -10 -12 -24 -14 -14 Out of Band Blocker (25-400MHz away)(dBV) -4.5 -6.5 -50.5 -38.5 -38.5 Out of Band Blocker (>400MHz away)(dBV) -26.5 -28.5 -88.5 -85.5 -85.5 Highest Blocker (dBV) -4.5 -6.5 -24 -14 -14

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WCDMA Blocker Profiles Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Minimum Desired Signal (dBV) -116.7 -118.2 -119.7 -99.7 -89.7 Maximum Desired Signal (dBV) -38 -39.5 -41 -41 -31 Adjacent Channel Blocker (dBV) -65 -66.5 -68 -48 -38 10 MHz Blocker (dBV) -69 -70.5 -72 -52 -42 15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) -57 -58.5 -60 -40 -30 2nd Outband Blocker (dBV) -48 -49.5 -61 -41 -31 3rd Outband Blocker (dBV) -28 -29.5 -46 -26 -16 Highest Blocker (dBV) -28 -29.5 -46 -26 -16

WCDMA Blocker Profiles VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Minimum Desired Signal (dBV) -74.7 -76.7 -64.7 -54.7 -54.7 Maximum Desired Signal (dBV) -31 -33 -21 -21 -21 Adjacent Channel Blocker (dBV) -23 -25 -15 -5 -5 10 MHz Blocker (dBV) -27 -29 -29 -19 -19 15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) -15 -17 -41 -31 -31 2nd Outband Blocker (dBV) -22 -24 -74 -70 -70 3rd Outband Blocker (dBV) -10 -12 -72 -71 -71 Highest Blocker (dBV) -10 -12 -15 -5 -5

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RF Filter Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 -1.5 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) 0-25MHz -1.5 Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) 25-50MHz -1.5 Out of Band Blocker(>50-100MHz away) (dBV) 50-100MHz -1.5 Out of Band Blocker (>100-750MHz away)(dBV) 100-750MHz -50 Out of Band Blocker(750-2750MHz away)(dBV) 750-2750MHz -50 Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) >2750MHz -50

VGA1 Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 30 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) 0-25MHz 30 Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) 25-50MHz 25 Out of Band Blocker(>50-100MHz away) (dBV) 50-100MHz 20 Out of Band Blocker (>100-750MHz away)(dBV) 100-750MHz 16 Out of Band Blocker(750-2750MHz away)(dBV) 750-2750MHz 0 Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) >2750MHz 0

Channel/Anti-Alias/PolyPhase Filter (6th Order) Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 10 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) 0-25MHz -12 Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) 25-50MHz -40 Out of Band Blocker(>50-100MHz away) (dBV) 50-100MHz -48 Out of Band Blocker (>100-750MHz away)(dBV) 100-750MHz -60 Out of Band Blocker(750-2750MHz away)(dBV) 750-2750MHz -60 Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) >2750MHz -60

VGA2 Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 9 Adjacent Channel blocker (0-25 MHz away) (dBV) 0-25MHz 9 Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) 25-50MHz 4 Out of Band Blocker(>50-100MHz away) (dBV) 50-100MHz 0 Out of Band Blocker (>100-750MHz away)(dBV) 100-750MHz 0 Out of Band Blocker(750-2750MHz away)(dBV) 750-2750MHz 0 Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) >2750MHz 0

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RF Filter Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 -1.5 Adjacent Channel Interferer 3-25MHz -1.5 Out of Band Blocker 1 25-400MHz -5 Out of Band Blocker 2 >400 MHz -35

VGA1 Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 14 Adjacent Channel Interferer 3-25MHz 14 Out of Band Blocker 1 25-400MHz 12 Out of Band Blocker 2 >400 MHz 3

Channel/Anti-Alias/PolyPhase Filter (6th Order) Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 10 Adjacent Channel Interferer 3-25MHz -12 Out of Band Blocker 1 25-400MHz -44 Out of Band Blocker 2 >400 MHz -60

VGA2 Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 10 Adjacent Channel Interferer 3-25MHz 10 Out of Band Blocker 1 25-400MHz 12 Out of Band Blocker 2 >400 MHz 3

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RF Filter Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 -1.5 Adjacent Channel Blocker (dBV) 0-5MHz -1.5 10 MHz Blocker (dBV) 5-10MHz -1.5 15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) 10-60MHz -1.5 2nd Outband Blocker (dBV) 60-85MHz -11.5 3rd Outband Blocker (dBV) >85 MHz -16.5

VGA1 Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 15 Adjacent Channel Blocker (dBV) 0-5MHz 15 10 MHz Blocker (dBV) 5-10MHz 15 15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) 10-60MHz 15 2nd Outband Blocker (dBV) 60-85MHz 9 3rd Outband Blocker (dBV) >85 MHz 6

Channel/Anti-Alias/PolyPhase Filter (6th Order) Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 10 Adjacent Channel Blocker (dBV) 0-5MHz 9 10 MHz Blocker (dBV) 5-10MHz -2 15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) 10-60MHz -26 2nd Outband Blocker (dBV) 60-85MHz -52 3rd Outband Blocker (dBV) >85 MHz -62

VGA2 Frequency Offset Gain/Attenuation with Minimum Signal Level (dB)

Signal 0 10 Adjacent Channel Blocker (dBV) 0-5MHz 10 10 MHz Blocker (dBV) 5-10MHz 10 15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) 10-60MHz 10 2nd Outband Blocker (dBV) 60-85MHz 4 3rd Outband Blocker (dBV) >85 MHz 1

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WLAN 802.11a Noise and SNR Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Bandwidth 2.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 2.00E+07 KTR Noise 2.071E-19 2.0711E-19 2.0711E-19 Block input referred noise V/sqrt(Hz) 4.551E-10 4.5509E-10 4.5509E-10 4.00E-10 2.00E-09 Block input referred noise V^2/Hz 2.071E-19 2.0711E-19 2.0711E-19 1.60E-19 4.00E-18 Block input referred noise over Channel Bandwidth(Vrms ^ 2) 4.142E-12 4.1421E-12 4.1421E-12 3.2E-12 8E-11 Block input referred noise over Channel Bandwidth (dBV) -113.8278 -113.82779 -113.82779 -114.949 -100.969 Block output referred noise over Channel Bandwidth (Vrms^2) 4.142E-12 4.1421E-12 4.1421E-12 7.34E-10 8.14E-09 Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) -113.8278 -113.82779 -113.82779 -91.3418 -80.8926 SNR (dB) (dBV/dBV) (Sensitivity Test) 18.817494 17.3174942 15.8174942 13.3315 12.88234 Noise Figure 3.0103 3.01029996 3.01029996 2.485997 13.07793 SNR (Vrms^2/Vrms^2) 21.53524 19.4193

WLAN 802.11a Noise and SNR VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Bandwidth 2E+07 2E+07 2E+07 2E+07 2E+07 KTR Noise Block input referred noise V/sqrt(Hz) 2E-08 2E-08 3.1E-08 4.5E-08 2E-07 Block input referred noise V^2/Hz 4E-16 4E-16 9.6E-16 2E-15 4E-14 Block input referred noise over Channel Bandwidth(Vrms ^ 2) 8E-09 8E-09 1.9E-08 4.1E-08 8E-07 Block input referred noise over Channel Bandwidth (dBV) -80.9691 -80.9691 -77.1625 -73.9254 -60.9691 Block output referred noise over Channel Bandwidth (Vrms^2) 5.1E-07 3.3E-07 3.5E-06 3.5E-05 3.6E-05 Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) -62.9204 -64.8529 -54.6049 -44.5544 -44.4564 SNR (dB) (dBV/dBV) (Sensitivity Test) 9.9101 9.84256 9.59461 9.54412 9.44608 Noise Figure 32.8609 32.8609 36.6663 39.9028 52.8587 SNR (Vrms^2/Vrms^2) 9.79512 9.64398 9.1088 9.00352 8.80254

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WLAN 802.11b Noise and SNR Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Bandwidth 2.20E+07 2.20E+07 2.20E+07 2.20E+07 2.20E+07 KTR Noise 2.071E-19 2.07105E-19 2.0711E-19 Block input referred noise V/sqrt(Hz) 4.551E-10 4.55088E-10 4.5509E-10 4.00E-10 2.00E-09 Block input referred noise V^2/Hz 2.071E-19 2.07105E-19 2.0711E-19 1.60E-19 4.00E-18 Block input referred noise over Channel Bandwidth(Vrms ^ 2) 4.556E-12 4.55631E-12 4.5563E-12 3.52E-12 8.8E-11 Block input referred noise over Channel Bandwidth (dBV) -113.41387 -113.413867 -113.413867 -114.5346 -100.5552 Block output referred noise over Channel Bandwidth (Vrms^2) 4.556E-12 4.55631E-12 4.5563E-12 8.08E-10 8.96E-09 Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) -113.41387 -113.413867 -113.413867 -90.92787 -80.47871 SNR (dB) (dBV/dBV) (Sensitivity Test) 24.403567 22.9035674 21.4035674 18.91757 18.46841 Noise Figure 3.0103 3.010299957 3.01029996 2.485997 13.07793 SNR (Vrms^2/Vrms^2) 77.93939 70.28148

WLAN 802.11b Noise and SNR VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Bandwidth 22000000 22000000 22000000 22000000 22000000 KTR Noise Block input referred noise V/sqrt(Hz) 2E-08 2E-08 3.1E-08 4.5E-08 2E-07 Block input referred noise V^2/Hz 4E-16 4E-16 9.61E-16 2.03E-15 4E-14 Block input referred noise over Channel Bandwidth(Vrms ^ 2) 8.8E-09 8.8E-09 2.11E-08 4.46E-08 8.8E-07 Block input referred noise over Channel Bandwidth (dBV) -80.55517 -80.55517 -76.74854 -73.51152 -60.55517 Block output referred noise over Channel Bandwidth (Vrms^2) 5.62E-07 3.6E-07 3.81E-06 3.85E-05 3.94E-05 Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) -62.50647 -64.43894 -54.19099 -44.1405 -44.04245 SNR (dB) (dBV/dBV) (Sensitivity Test) 15.49617 15.42864 15.18069 15.1302 15.03216 Noise Figure 32.86094 32.86094 36.66626 39.90279 52.85872 SNR (Vrms^2/Vrms^2) 35.45009 34.90308 32.96617 32.58514 31.85778

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WCDMA Noise and SNR Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Bandwidth 5.00E+06 5.00E+06 5.00E+06 5.00E+06 5.00E+06 KTR Noise 2.071E-19 2.07105E-19 2.0711E-19 Block input referred noise V/sqrt(Hz) 4.551E-10 4.55088E-10 4.5509E-10 4.00E-10 2.00E-09 Block input referred noise V^2/Hz 2.071E-19 2.07105E-19 2.0711E-19 1.60E-19 4.00E-18 Block input referred noise over Channel Bandwidth(Vrms ^ 2) 1.036E-12 1.03553E-12 1.0355E-12 8E-13 2E-11 Block input referred noise over Channel Bandwidth (dBV) -119.84839 -119.848394 -119.848394 -120.9691 -106.9897 Block output referred noise over Channel Bandwidth (Vrms^2) 1.036E-12 1.03553E-12 1.0355E-12 1.84E-10 2.04E-09 Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) -119.84839 -119.848394 -119.848394 -97.3624 -86.91324 SNR (dB) (dBV/dBV) (Sensitivity Test) 0.1380942 -1.36190584 -2.86190584 -5.347903 -5.797064 SNR (dB) after Processing Gain (DPCH) 14.838094 13.33809416 11.8380942 9.352097 8.902936 Noise Figure 3.0103 3.010299957 3.01029996 2.485997 13.07793 SNR (Vrms^2/Vrms^2) 0.291884 0.263205

WCDMA Noise and SNR VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Bandwidth 5000000 5000000 5000000 5000000 5000000 KTR Noise Block input referred noise V/sqrt(Hz) 1.8E-08 2E-08 3.1E-08 4.5E-08 2E-07 Block input referred noise V^2/Hz 3.24E-16 4E-16 9.61E-16 2.03E-15 4E-14 Block input referred noise over Channel Bandwidth(Vrms ^ 2) 1.62E-09 2E-09 4.81E-09 1.01E-08 2E-07 Block input referred noise over Channel Bandwidth (dBV) -87.90485 -86.9897 -83.18307 -79.94605 -66.9897 Block output referred noise over Channel Bandwidth (Vrms^2) 1.16E-07 7.42E-08 7.9E-07 8E-06 8.2E-06 Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) -69.3705 -71.29601 -61.0235 -50.96819 -50.86098 SNR (dB) (dBV/dBV) (Sensitivity Test) -8.339798 -8.414294 -8.686803 -8.742108 -8.849324 SNR (dB) after Processing Gain (DPCH) 6.360202 6.285706 6.013197 5.957892 5.850676 Noise Figure 31.94632 32.86094 36.66626 39.90279 52.85872 SNR (Vrms^2/Vrms^2) 0.146562 0.144069 0.135307 0.133595 0.130337

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WLAN 802.11a IP2 and IP3 VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Input referred Vip3 (per block)(rms) 20 50 20 20 20 Adjacent Channel Interferer Adjacent Channel (dBm) -1 -3 -15 -6 -6 Adjacent Channel (Vrms^2) 0.039716 0.025059 0.001581 0.012559 0.012559 Adjacent Channel (dBV) -14.0103 -16.0103 -28.0103 -19.0103 -19.0103 Adjacent Channel (Vrms) 0.19929 0.158301 0.039764 0.112069 0.112069 Block Third Order Distortion at Output (Vrms) 6.26E-07 2.51E-06 1.57E-08 3.52E-07 3.52E-06 Cascaded Third Order Distortion at Output (Vrms) 1.41E-06 3.63E-06 1.15E-05 3.67E-05 4.03E-05

Input referred Vip2 (per block)(rms) 40 100 40 40 50 1/(Vip2) (cascaded) 1.44477 0.094953 3.007374 2.594953 9.331929 Worst Case Blocker Worst Case Blocker (dBm) 4 2 -28 -19 -19 Worst Case Blocker (Vrms^2) 0.125594 0.079245 7.92E-05 0.000629 0.000629 Worst Case Blocker Channel (dBV) -9.0103 -11.0103 -41.0103 -32.0103 -32.0103 Worst Case Blocker (Vrms) 0.354393 0.281504 0.008902 0.025089 0.025089 Block Second Order Distortion Output (at DC) 0.000558 0.000998 6.26E-07 4.98E-06 1.26E-05 Cascaded Second Order Distortion at Output (Vrms) 0.007615 0.007046 0.022284 0.070472 0.070484

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WLAN 802.11b IP2 and IP3 Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Input referred Vip3 (per block)(rms) 1.00E+02 1.00E+02 1.00E+02 9.00E-02 7.00E-01 Adjacent Channel Interferer Adjacent Channel (dBm) -38 -39.5 -41 -2.10E+01 -1.10E+01 Adjacent Channel (Vrms^2) 7.924E-06 5.61009E-06 3.9716E-06 3.97E-04 3.97E-03 Adjacent Channel (dBV) -51.0103 -52.5103 -54.0103 -34.0103 -24.0103 Adjacent Channel (Vrms) 0.002815 0.002368563 0.0019929 0.019929 0.063021 Block Third Order Distortion at Output (Vrms) 2.231E-12 1.87696E-12 1.118E-12 9.772E-06 5.108E-05 Cascaded Third Order Distortion at Output (Vrms) 2.231E-12 3.75392E-12 4.2766E-12 9.772E-06 8.198E-05

Input referred Vip2 (per block)(rms) 100 100 100 0.9 6 1/(Vip2) (cascaded) 0.01 0.017079458 0.08787404 0.8744805 2.0543901 Worst Case Blocker Worst Case Blocker (dBm) -10 -24.5 -46.5 -26.5 -16.5 Worst Case Blocker (Vrms^2) 0.005 0.000177407 1.1194E-06 0.0001119 0.0011194 Worst Case Blocker Channel (dBV) -23.0103 -37.5103 -59.5103 -39.5103 -29.5103 Worst Case Blocker (Vrms) 0.0707107 0.01331941 0.001058 0.01058 0.0334568 Block Second Order Distortion Output (at DC) 0.00005 2.10848E-06 1.3304E-08 1.244E-05 5.9E-05 Cascaded Second Order Distortion at Output (Vrms) 0.00005 4.41782E-05 3.7185E-05 0.0003843 0.0012742

WLAN 802.11b IP2 and IP3 VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Input referred Vip3 (per block)(rms) 24 50 20 20 20 Adjacent Channel Interferer Adjacent Channel (dBm) 3 1 -11 -1 -1 Adjacent Channel (Vrms^2) 0.099763 0.062946 0.003972 0.039716 0.039716 Adjacent Channel (dBV) -10.0103 -12.0103 -24.0103 -14.0103 -14.0103 Adjacent Channel (Vrms) 0.315853 0.250891 0.063021 0.19929 0.19929 Block Third Order Distortion at Output (Vrms) 1.73E-06 1E-05 6.26E-08 1.98E-06 1.98E-05 Cascaded Third Order Distortion at Output (Vrms) 0.000463 0.000378 0.001194 0.003778 0.003798

Input referred Vip2 (per block)(rms) 40 100 40 40 50 1/(Vip2) (cascaded) 1.051467 0.094953 2.61407 2.594953 8.938626 Worst Case Blocker Worst Case Blocker (dBm) -4.5 -6.5 -24 -14 -14 Worst Case Blocker (Vrms^2) 0.017741 0.011194 0.000199 0.001991 0.001991 Worst Case Blocker Channel (dBV) -17.5103 -19.5103 -37.0103 -27.0103 -27.0103 Worst Case Blocker (Vrms) 0.133194 0.1058 0.014109 0.044615 0.044615 Block Second Order Distortion Output (at DC) 7.89E-05 0.000141 1.57E-06 1.57E-05 3.98E-05 Cascaded Second Order Distortion at Output (Vrms) 0.007244 0.005895 0.018644 0.058973 0.059013

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WCDMA IP2 and IP3 Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Input referred Vip3 (per block)(rms) 1.00E+02 1.00E+02 1.00E+02 6.00E-02 6.00E-01 Adjacent Channel Interferer Adjacent Channel (dBm) -52 -53.5 -55 -3.50E+01 -2.50E+01 Adjacent Channel (Vrms^2) 3.155E-07 2.23342E-07 1.5811E-07 1.58E-05 1.58E-04 Adjacent Channel (dBV) -65.0103 -66.5103 -68.0103 -48.0103 -38.0103 Adjacent Channel (Vrms) 0.0005617 0.000472591 0.00039764 0.0039764 0.0125743 Block Third Order Distortion at Output (Vrms) 1.772E-14 1.49092E-14 8.8809E-15 1.746E-07 5.523E-07 Cascaded Third Order Distortion at Output (Vrms) 1.772E-14 2.98184E-14 3.397E-14 1.746E-07 1.105E-06

Input referred Vip2 (per block)(rms) 500 500 500 0.6 6 1/(Vip2) (cascaded) 0.002 0.003415892 0.01757481 1.1974844 2.3773941 Worst Case Blocker Worst Case Blocker (dBm) -28 -29.5 -46 -26 -16 Worst Case Blocker (Vrms^2) 7.924E-05 5.61009E-05 1.2559E-06 0.0001256 0.0012559 Worst Case Blocker Channel (dBV) -41.0103 -42.5103 -59.0103 -39.0103 -29.0103 Worst Case Blocker (Vrms) 0.0089019 0.007490055 0.00112069 0.0112069 0.0354393 Block Second Order Distortion Output (at DC) 1.585E-07 1.33352E-07 2.9854E-09 2.093E-05 6.619E-05 Cascaded Second Order Distortion at Output (Vrms) 1.585E-07 2.66704E-07 2.2739E-07 2.321E-05 0.0001396

WCDMA IP2 and IP3 VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Input referred Vip3 (per block)(rms) 20 25 15 18 20 Adjacent Channel Interferer Adjacent Channel (dBm) -10 -12 -2 8 8 Adjacent Channel (Vrms^2) 0.005 0.003155 0.031548 0.315479 0.315479 Adjacent Channel (dBV) -23.0103 -25.0103 -15.0103 -5.0103 -5.0103 Adjacent Channel (Vrms) 0.070711 0.056167 0.177617 0.561675 0.561675 Block Third Order Distortion at Output (Vrms) 2.8E-08 4.49E-07 2.49E-06 5.47E-05 0.000443 Cascaded Third Order Distortion at Output (Vrms) 7.49E-06 1.33E-06 2.62E-05 0.000137 0.00058

Input referred Vip2 (per block)(rms) 100 100 200 200 200 1/(Vip2) (cascaded) 1.268279 0.024654 2.48933 0.524654 4.070469 Worst Case Blocker Worst Case Blocker (dBm) -10 -12 -15 -5 -5 Worst Case Blocker (Vrms^2) 0.005 0.003155 0.001581 0.015811 0.015811 Worst Case Blocker Channel (dBV) -23.0103 -25.0103 -28.0103 -18.0103 -18.0103 Worst Case Blocker (Vrms) 0.070711 0.056167 0.039764 0.125743 0.125743 Block Second Order Distortion Output (at DC) 8.89E-06 3.97E-05 2.5E-06 0.000025 7.91E-05 Cascaded Second Order Distortion at Output (Vrms) 0.000794 0.00067 0.002122 0.006735 0.006815

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WLAN 802.11a Reciprocal Mixing and Residual FM Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Highest Blocker at Mixer Input Outband Bocker 1 (25 MHz)(dBV) -52 -53.5 -55 -35 -25 Phase Noise LO Phase Noise Response (dBc/Hz) at 25MHz -1.40E+02 CPNR (Carrier to phase noise ratio) (dBc/Hz) 46.9794 Phase Noise Floor (dBV) 0 0 0 0 -111.9897 Phase Noise Floor (Vrms^2) 0 0 0 0 6.325E-12 Thermal Noise + Phase Noise (Vrms ^ 2) 4.142E-12 4.1421E-12 4.1421E-12 7.342E-10 8.148E-09

Sample Offset Frequency for LO 25000000 LO response at 25MHz Offset Frequency (dBc/Hz) -140 LO response at Offset Frequency (Vrms ^ 2) 1E-14 LO Phase Profile Constant 6.25 Residual FM (Hz) 1581.1388 SNR (In-band Phase Noise) 39.0309 In-band Phase Noise Floor (dBV) 0 0 0 0 -104.0412 Phase Noise Floor (Vrms ^ 2) 0 0 0 0 3.943E-11

WLAN 802.11a Reciprocal Mixing and Residual FM VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Highest Blocker at Mixer Input Outband Bocker 1 (25 MHz)(dBV) 0 -2 -42 -38 -38 Phase Noise LO Phase Noise Response (dBc/Hz) at 25MHz CPNR (Carrier to phase noise ratio) (dBc/Hz) Phase Noise Floor (dBV) -96.9897 -98.9897 -88.9897 -78.9897 -78.9897 Phase Noise Floor (Vrms^2) 2E-10 1.26E-10 1.26E-09 1.26E-08 1.26E-08 Thermal Noise + Phase Noise (Vrms ^ 2) 5.11E-07 3.27E-07 3.46E-06 3.51E-05 3.59E-05

Sample Offset Frequency for LO LO response at 25MHz Offset Frequency (dBc/Hz) LO response at Offset Frequency (Vrms ^ 2) LO Phase Profile Constant Residual FM (Hz) SNR (In-band Phase Noise) In-band Phase Noise Floor (dBV) -89.0412 -91.0412 -81.0412 -71.0412 -71.0412 Phase Noise Floor (Vrms ^ 2) 1.25E-09 7.87E-10 7.87E-09 7.87E-08 7.87E-08

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WLAN 802.11b Reciprocal Mixing and Residual FM Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Highest Blocker at Mixer Input Outband Bocker 1 (25 MHz)(dBV) -40 -41.5 -46.5 -26.5 -16.5 Phase Noise LO Phase Noise Response (dBc/Hz) at 25MHz -1.50E+02 CPNR (Carrier to phase noise ratio) (dBc/Hz) 57.4794 Phase Noise Floor (dBV) 0 0 0 0 -113.4897 Phase Noise Floor (Vrms^2) 0 0 0 0 4.477E-12 Thermal Noise + Phase Noise (Vrms ^ 2) 4.556E-12 4.55631E-12 4.5563E-12 8.076E-10 8.961E-09

Sample Offset Frequency for LO 25000000 LO response at 25MHz Offset Frequency (dBc/Hz) -150 LO response at Offset Frequency (Vrms ^ 2) 1E-15 LO Phase Profile Constant 0.625 Residual FM (Hz) 500 SNR (In-band Phase Noise) 49.0309 In-band Phase Noise Floor (dBV) 0 0 0 0 -105.0412 Phase Noise Floor (Vrms ^ 2) 0 0 0 0 3.132E-11

WLAN 802.11a Reciprocal Mixing and Residual FM VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Highest Blocker at Mixer Input Outband Bocker 1 (25 MHz)(dBV) -4.5 -6.5 -50.5 -38.5 -38.5 Phase Noise LO Phase Noise Response (dBc/Hz) at 25MHz CPNR (Carrier to phase noise ratio) (dBc/Hz) Phase Noise Floor (dBV) -98.4897 -100.4897 -90.4897 -80.4897 -80.4897 Phase Noise Floor (Vrms^2) 1.42E-10 8.93E-11 8.93E-10 8.93E-09 8.93E-09 Thermal Noise + Phase Noise (Vrms ^ 2) 5.62E-07 3.6E-07 3.81E-06 3.86E-05 3.94E-05

Sample Offset Frequency for LO LO response at 25MHz Offset Frequency (dBc/Hz) LO response at Offset Frequency (Vrms ^ 2) LO Phase Profile Constant Residual FM (Hz) SNR (In-band Phase Noise) In-band Phase Noise Floor (dBV) -90.0412 -92.0412 -82.0412 -72.0412 -72.0412 Phase Noise Floor (Vrms ^ 2) 9.91E-10 6.25E-10 6.25E-09 6.25E-08 6.25E-08

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WCDMA Reciprocal Mixing and Residual FM Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Highest Blocker at Mixer Input Outband Bocker 1 (25 MHz)(dBV) -57 -58.5 -60 -40 -30 Phase Noise LO Phase Noise Response (dBc/Hz) at 25MHz -1.52E+02 CPNR (Carrier to phase noise ratio) (dBc/Hz) 39.2794 Phase Noise Floor (dBV) 0 0 0 0 -128.9897 Phase Noise Floor (Vrms^2) 0 0 0 0 1.262E-13 Thermal Noise + Phase Noise (Vrms ^ 2) 1.036E-12 1.03553E-12 1.0355E-12 1.836E-10 2.036E-09

Sample Offset Frequency for LO 15000000 LO response at 25MHz Offset Frequency (dBc/Hz) -152 LO response at Offset Frequency (Vrms ^ 2) 6.31E-16 LO Phase Profile Constant 0.1419654 Residual FM (Hz) 238.29847 SNR (In-band Phase Noise) 55.467875 In-band Phase Noise Floor (dBV) 0 0 0 0 -145.17817 Phase Noise Floor (Vrms ^ 2) 0 0 0 0 3.035E-15

WCDMA Reciprocal Mixing and Residual FM VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Highest Blocker at Mixer Input Outband Bocker 1 (25 MHz)(dBV) -15 -17 -41 -31 -31 Phase Noise LO Phase Noise Response (dBc/Hz) at 25MHz CPNR (Carrier to phase noise ratio) (dBc/Hz) Phase Noise Floor (dBV) -113.9897 -115.9897 -105.9897 -95.9897 -95.9897 Phase Noise Floor (Vrms^2) 3.99E-12 2.52E-12 2.52E-11 2.52E-10 2.52E-10 Thermal Noise + Phase Noise (Vrms ^ 2) 8.71E-08 5.62E-08 6.1E-07 6.21E-06 6.41E-06

Sample Offset Frequency for LO LO response at 25MHz Offset Frequency (dBc/Hz) LO response at Offset Frequency (Vrms ^ 2) LO Phase Profile Constant Residual FM (Hz) SNR (In-band Phase Noise) In-band Phase Noise Floor (dBV) -130.1782 -132.1782 -122.1782 -112.1782 -112.1782 Phase Noise Floor (Vrms ^ 2) 9.6E-14 6.06E-14 6.06E-13 6.06E-12 6.06E-12

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WLAN 802.11a DC Offsets Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

LO Self Mixing Component (Vpp) 6.00E-02 LO Self Mixing Component (Vrms^2) 0 0 0 0 0.00045 Second Order Distortion (Vrms) 2.506E-05 4.21697E-05 3.5496E-05 3.76E-04 1.25E-03 Second Order Distortion (Vrms^2) 6.28E-10 1.77828E-09 1.26E-09 1.41E-07 1.57E-06 Total DC Component (Vrms^2) 6.28E-10 1.77828E-09 1.26E-09 1.413E-07 0.0004516 Total DC Component (Cascaded) 0.0004516 Offset Removal by DC Notch (dB) Total DC Component Cascaded (dBV) -92.0206 -87.5 -88.9963466 -68.49867 -33.452704

WLAN 802.11a DC Offsets VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

LO Self Mixing Component (Vpp) LO Self Mixing Component (Vrms^2) 0 0 0 0 Second Order Distortion (Vrms) 0.000794 0.00067 0.002122 0.006735 0.006815 Second Order Distortion (Vrms^2) 6.3E-07 4.49E-07 4.5E-06 4.54E-05 4.64E-05 Total DC Component (Vrms^2) 6.3E-07 4.49E-07 4.5E-06 4.54E-05 4.64E-05 Total DC Component (Cascaded) 0.014231 0.00898 0.089804 0.898082 0.898128 Offset Removal by DC Notch (dB) 10 10 10 10 Total DC Component Cascaded (dBV) -18.46749 -30.46728 -20.46706 -10.46684 -10.46662

³3ª�¦8´����Éôp�ìô8ñÛ���;¬�¡3Ï�¾���¢i» Æ È�Þ7«¶��­ÛÙ��8°�¢���«���åÐæQ¨�¥êñxë�ôp��ßxß=�

WLAN 802.11b DC Offsets Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

LO Self Mixing Component (Vpp) 6.00E-02 LO Self Mixing Component (Vrms^2) 0 0 0 0 0.00045 Second Order Distortion (Vrms) 0.00005 4.41782E-05 3.7185E-05 3.84E-04 1.27E-03 Second Order Distortion (Vrms^2) 2.5E-09 1.95172E-09 1.3827E-09 1.48E-07 1.62E-06 Total DC Component (Vrms^2) 2.5E-09 1.95172E-09 1.3827E-09 1.477E-07 0.0004516 Total DC Component (Cascaded) 0.0004516 Offset Removal by DC Notch (dB) Total DC Component Cascaded (dBV) -86.0206 -87.0958319 -88.5927238 -68.30696 -33.452234

WLAN 802.11b DC Offsets VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

LO Self Mixing Component (Vpp) LO Self Mixing Component (Vrms^2) 0 0 0 0 Second Order Distortion (Vrms) 0.007244 0.005895 0.018644 0.058973 0.059013 Second Order Distortion (Vrms^2) 5.25E-05 3.48E-05 0.000348 0.003478 0.003483 Total DC Component (Vrms^2) 5.25E-05 3.48E-05 0.000348 0.003478 0.003483 Total DC Component (Cascaded) 0.014334 0.009079 0.091137 0.914848 0.918331 Offset Removal by DC Notch (dB) 10 10 10 10 Total DC Component Cascaded (dBV) -18.4363 -30.41965 -20.40305 -10.38651 -10.37001

³�ª�¦x´��¶�1ô��áô��^���;¬�¡3Ï/¾���¢i» Æ È�ÞW«��#­ÛÙ3�8°/¢���«���åÐæ�¨�¥êñxë�ô��Îßxß=°

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WCDMA DC Offsets Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

LO Self Mixing Component (Vpp) 6.00E-02 LO Self Mixing Component (Vrms^2) 0 0 0 0 0.00045 Second Order Distortion (Vrms) 1.585E-07 2.66704E-07 2.2739E-07 2.32E-05 1.40E-04 Second Order Distortion (Vrms^2) 2.512E-14 7.11312E-14 5.1706E-14 5.39E-10 1.95E-08 Total DC Component (Vrms^2) 2.512E-14 7.11312E-14 5.1706E-14 5.385E-10 0.00045 Total DC Component (Cascaded) 0.00045 Offset Removal by DC Notch (dB) Total DC Component Cascaded (dBV) -136 -131.4794 -132.864608 -92.68789 -33.467687

WCDMA DC Offsets VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

LO Self Mixing Component (Vpp) LO Self Mixing Component (Vrms^2) 0 0 0 0 Second Order Distortion (Vrms) 0.000794 0.00067 0.002122 0.006735 0.006815 Second Order Distortion (Vrms^2) 6.3E-07 4.49E-07 4.5E-06 4.54E-05 4.64E-05 Total DC Component (Vrms^2) 6.3E-07 4.49E-07 4.5E-06 4.54E-05 4.64E-05 Total DC Component (Cascaded) 0.014231 0.00898 0.089804 0.898082 0.898128 Offset Removal by DC Notch (dB) 10 10 10 10 Total DC Component Cascaded (dBV) -18.46749 -30.46728 -20.46706 -10.46684 -10.46662

³�ª�¦x´��¶�1ô��òíxë^���;¬�¡3Ï/¾���¢i» Æ È�ÞW«��#­ÛÙ3�8°/¢���«���å Æ »É�n¨

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WLAN 802.11a CDR and Dynamic Range Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Carrier/(Total Noise) ratio 2.18E+01 2.03E+01 1.88E+01 1.63E+01 1.59E+01 Total Noise 4.144E-12 4.146E-12 4.146E-12 7.342E-10 8.188E-09

DC Component (dBV) -92.0206 -92.0206 -87.5 -8.90E+01 -6.85E+01 Largest Blocker Present at Input (dBV) -13 -13 -14.5 -46 -26 Block input referred noise over 200KHz Bandwidth (dBV) -113.82779 -113.82779 -113.82779 -113.82779 -91.341797 Input Dynamic Range 100.82779 100.82779 99.327794 67.827794 65.341797

WLAN 802.11a CDR and Dynamic Range VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Carrier/(Total Noise) ratio 12.897789 12.830285 12.583013 12.532654 8.4089226 Total Noise 5.119E-07 3.281E-07 3.473E-06 3.513E-05 9.08E-05

DC Component (dBV) -33.452704 -18.435103 -30.411332 -20.387689 -10.364171 Largest Blocker Present at Input (dBV) -16 4 2 -28 -19 Block input referred noise over 200KHz Bandwidth (dBV) -80.892636 -62.9204 -64.852864 -54.604912 -44.554422 Input Dynamic Range 64.892636 66.9204 66.852864 34.217223 34.190251

³3ª�¦x´����Bô��áí�ß����;¬E¡fÏ�¾���¢ Æ »Bèç�8®���»�±p®µ�8�kª�¾ÉèÛ�8®�¦x��ï��X¢�´���«��fåÐæQ¨�¥êñxë�ôp��ßxß=�

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WLAN 802.11b CDR and Dynamic Range Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Carrier/(Total Noise) ratio 2.87E+01 2.63E+01 2.45E+01 2.44E+01 2.20E+01 Total Noise 6.787E-12 8.31E-12 8.833E-12 9.031E-10 1.571E-08

DC Component (dBV) -86.0206 -86.0206 -87.095832 -8.86E+01 -6.83E+01 Largest Blocker Present at Input (dBV) -23 -23 -24.5 -46.5 -26.5 Block input referred noise over 200KHz Bandwidth (dBV) -113.41387 -113.41387 -113.41387 -113.41387 -90.92787 Input Dynamic Range 90.413867 90.413867 88.913867 66.913867 64.42787

WLAN 802.11b CDR and Dynamic Range VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Carrier/(Total Noise) ratio 20.086766 19.972961 19.79407 19.756095 14.023111 Total Noise 7.768E-07 5.031E-07 5.243E-06 5.289E-05 0.000198

DC Component (dBV) -33.452234 -18.436304 -30.419648 -20.403052 -10.386511 Largest Blocker Present at Input (dBV) -16.5 -4.5 -6.5 -24 -14 Block input referred noise over 200KHz Bandwidth (dBV) -80.478709 -62.506473 -64.438937 -54.190985 -44.140495 Input Dynamic Range 63.978709 58.006473 57.938937 33.787933 33.753985

³3ª�¦x´/���1ô��òí�ôÛ���;¬E¡3Ï�¾���¢ Æ »Bèç�X®��|»�±p®µ�X��ª�¾BèÃ�X®�¦x��ï��8¢�´���«���åÐæQ¨�¥�ñ8ë�ô��Îßxß=°

WCDMA CDR and Dynamic Range Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer

Carrier/(Total Noise) ratio 3.14E+00 1.64E+00 1.38E-01 -2.35E+00 -2.80E+00 Total Noise 17.838094 16.338094 14.838094 12.351375 11.900058

DC Component (dBV) -136 -136 -131.4794 -1.33E+02 -9.27E+01 Largest Blocker Present at Input (dBV) -28 -28 -29.5 -46 -26 Block input referred noise over 200KHz Bandwidth (dBV) -119.84839 -119.84839 -119.84839 -119.84839 -97.362397 Input Dynamic Range 91.848394 91.848394 90.348394 73.848394 71.362397

WCDMA CDR and Dynamic Range VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

Carrier/(Total Noise) ratio -4.1153411 -4.2112322 -4.571987 -4.6517545 -5.5370922 Total Noise 10.584659 10.488768 10.128013 10.048245 9.1629078

DC Component (dBV) -33.467687 -18.467495 -30.467277 -20.46706 -10.46684 Largest Blocker Present at Input (dBV) -16 -10 -12 -15 -5 Block input referred noise over 200KHz Bandwidth (dBV) -86.913236 -70.597956 -72.499403 -62.143366 -52.071927 Input Dynamic Range 70.913236 60.597956 60.499403 47.143366 47.071927

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Maximum Gain (dB)

CDR (dB/dB)

Dynamic Range (dB)

LO Phase Noise Response (dBc/Hz)

Input Referred VIP3 (rms)

Minimum Gain (dB)

SNR (dB/dB)

ADC Sampling Rate (MS/s)

Input Referred VIP2 (rms)

Input Referred Therm Noise V/sqrt(Hz)

Multi-Standard Block Specifications Antenna 4T Switch RF-Filter LNA Mixer VGA1 DC Notch LPF Filter VGA2 ADC

20 15 10 20 12 10 20 15 10

0 0 0 0 0 0

6E-10 8E-10 4E-10

0.03 0.05 0.06

0.6 0.9 0.9

-135 @ 25MHz -135 @ 25MHz -140 @ 15 MHz

50 50 40

100.8278 100.8278 99.32779 67.82779 63.45306528 63.1571 57.232694 57.160164 34.48887 25.45065 90.41387 90.41387 88.91387 66.91387 60.79640074 60.596 59.942744 59.837722 32.55824 23.49981 91.84839 91.84839 90.34839 69.9691 75.98970004 69.7314 71.9897 66.183066 64.94605 61.9897 18.81749 17.31749 15.81749 11.44277 11.14676199 10.2224 10.149864 9.8842773 9.830327 9.426097 24.40357 22.90357 21.40357 15.2861 15.08572296 14.4324 14.327422 13.949278 13.87363 13.18184 14.83809 13.33809 11.83809 9.352097 8.902935637 7.39498 7.3006605 6.9591634 6.890506 6.757995 21.81516 20.31356 18.81301 14.44274 14.09526806 13.1807 13.108882 12.845715 12.79224 11.47321 28.67287 26.29357 24.52868 19.41693 17.70064492 17.3639 17.221879 17.032622 16.99212 11.00511 17.83809 16.33809 14.83809 12.35138 11.89596845 10.3892 10.29751 9.9516952 9.875073 9.057186

100

50

20

40

50

40

0.6

100

100

100

20

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100

100

20

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10

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VGA2

ADC

Sig

nal L

evel

(dB

V)

Minimum Desired Signal (dBV) (1)

Maximum Desired Signal (dBV) (2)

Adjacent Channel blocker (0- 25 MHz away) (dBV) (3)

Alternate Channel blocker(>25-50 MHz away) (dBV) (4) Out of Band Blocker(>50- 100MHz away) (dBV) (5)

Out of Band Blocker (>100- 750MHz away)(dBV) (6)

Out of Band Blocker(750- 2750MHz away)(dBV) (7)

Out of Band Blocker(>2750 MHz away) (dBV) (8)

Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) (9)

1

9

1

3

4 6

5 2

7

8

Dynamic Range

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-100

-80

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Poly/C

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Sig

nal L

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(dB

V)

Minimum Desired Signal (dBV) (1)

Maximum Desired Signal (dBV) (2)

Adjacent Channel blocker (0- 25 MHz away) (dBV) (3)

Out of Band Blocker (25- 400MHz away)(dBV) (4)

Out of Band Blocker (>400MHz away)(dBV) (5)

Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) (6)

1

2 5

4

3

6

Dynamic Range

³�ª�¦x´��¶�Éô��òí ó ��¬�ª�¦x®µ�8¢q�8®���¥Ã�xª�«��1æQ��©8��¢�«���åÐæ�¨�¥êñxë�ô��Îßxß=°

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-100

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4T S

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r

LNA

Mixer

VGA1

DC Notc

h

Poly/C

hnl F

ilter

VGA2

ADC

Sig

nal L

evel

(dB

V)

Minimum Desired Signal (dBV) (1)

Maximum Desired Signal (dBV) (2)

Adjacent Channel Blocker (dBV) (3)

10 MHz Blocker (dBV) (4)

15 MHz + 1st Outband Blocker (dBV) (5)

2nd Outband Blocker (dBV) (6)

3rd Outband Blocker (dBV) (7)

Block output referred noise over Channel Bandwidth(dBV) (8)

1

4 3 5 6

2

7

8

Dynamic Range

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Comparator

Digital Filter

1 BitDAC

Integrator

Input N Bits Output−

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Vi

Comparator

S/H 2x

1 Bit Output

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ßjô8ë

Encoder

Analog I/P

Comparator Bank

MU

XDAC

Calibration Engine

N Bits

³3ª�¦8´����Zp��ß�� Æ �X¢�ª�°/�½�X­�ª��x®4�X�f³3¢��8«��E¨�» Æ «y���8� Æ �x��¼��8�½�X­��x�yÈ�ÞW«���­Ãèy����´/¾�­½ª��x®

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ßjô�ß

Coarse DAC

Integrator

Fine DAC

∆Σ Counter

m(n)

+

+

+

−x(t)

Clock

Quantizer

RAM

CodeMapping

Self−Calibration Circuitry

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ßjôxô

Stage 11Gain < 2

Stages 12 − 17Gain = 2

Calibration Logic

Vin

Din

Vout

Dout

6

D X

Y

S1 (Stage 11)

1

1

S2 (Stage 11)

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ßjô8í

Corrected Output Code

S2

S1

VoutVout

Vin Vin

D = 0 D = 1D = 0 D = 1

Raw Output Code

³3ª�¦8´����Zp�òð#��Ùi�½�X®�«¶�����óµ´�®/¾�­½ª��x®E�8�f¬�ª�®�¦8¢��1¬p­½�8¦x�Éèy��«�ª���´��DÈ�´/­½¼/´/­

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ßjôXð

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ßNíxí

Input

Scheduling Logic

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S/H

S/H

S/H

ADC

c

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ßNí8ð

ó óó ó

Input

S/H 3

S/H 1

S/H 2 ADC

S/H 3 acquiring Input 1 ADC converting S/H 2 O/P

Input

S/H 3

S/H 1

S/H 2 ADC

S/H 1 acquiring Input 2 ADC converting Input 1

S/H 3 S/H 2

S/H 1 acquiring Input 2 ADC idle Start calibration cycle

ó óó ó

ó ó óó ó ó

Finish calibration cycle S/H 1 , S/H 2 Filled S/H3 acquiring Input 4 ADC starts converting Input 2

S/H 1 S/H 1

S/H 2 S/H 3

Input

ADC

ADC

Input

1 2

3 4

ó óSample being converted by ADC

Sample acquired by input

Empty Queue Slot

³3ª�¦8´����Éñ/�òí^��¬�¾ �/����´�¢�ª�®�¦kæQ�x¦xª�¾����x�H-�´���´/�JÈ�¼w�����X­½ª��x®

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ßNí�à

Input

S/H 3

S/H 1

S/H 2 ADC

S/H 3 rejoins queue after calib Resume normal queue op.

S/H 3 S/H 2

S/H 1 acquiring Input 1 ADC idle Start S/H calibration cycle ô ô

ô ô ôô ô ôS/H 1

Input

ADC

1

ADC restarts after 1 cycle S/H 3 removed from queue S/H 2 acquiring Input 2 ADC converting Input 1

S/H 1 Input ADC

2 ô ôô ôô ôS/H 2

S/H 3

S/H 2 acquiring Input 2 ADC idle ADC acquires calib signal from S/H 3

S/H 1

3

S/H 3

ô ôô ôADC

Input S/H 2

4

ôSample being converted by ADC

Sample acquired by input

Empty Queue Slot

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ßNíxñ

Stage 12. . . . . .Stage 3

Input Vin

Vres Vres

Bit0 Bit1

Stage 2Stage 1Logic

Queue andScheduling

Bit2 Bit3 Bit4

+

−x E

New Gain Estimate CalibrationData

Forced MSBs

Dout

24 Bits

Digital Error Correction using Gain Estimate

Bit5 Bit23

Input Vin

Clock andCalibrationRate Control

Delay Block

S

+

2S

2

S1

1S

Bit22

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−0.6

−0.4

−0.2

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0.2

0.4

0.6

0.8

1

Input Vin

Out

put D

out

−Vref/4 Vref/4 Vref

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−Vref Vref−50

−40

−30

−20

−10

0

10

20

30

40

50INL without Gain Calibration

Input Vin

INL

(mV

)

−Vref Vref−50

−40

−30

−20

−10

0

10

20

30

40

50DNL without Gain Calibration

Input Vin

DN

L (m

V)

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−0.8

−0.6

−0.4

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 INL with Gain Calibration

Input Vin

INL

(mV

)

−Vref Vref−1

−0.8

−0.6

−0.4

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 DNL with Gain Calibration

Input Vin

DN

L (m

V)

³3ª�¦x´��¶�.�/� ð#����¥�æ{�X®��|»B¥Ãæm���x�BßNôj£l¬p­½�8¦x�B��ª�¼W��¢�ª�®/��¨�» Æ Çyª�­½� Æ �8¢�ª�°����X­½ª��x®

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ß=ð�ß

Queue and Control-Bit Generator

1st Pipeline Stage with

MSB control

Other Pipeline Stages

2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

Delay and Digital Correction Logic

(Optional)

Non-Overlapping Clock Generator

Source Clocks

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ßjà8ë

Delay Stages

Digital Correction

Identify Calibration Bits

Output Data Calibration Algorithm

Remove Calib

16-Bit Calibration Sample

16-Bit Output Sample

gain variable

From VerilogA 24-Bit Data + 3-Bit Control

Concurrent Data

16 Bit Corrected Data + 3-Bit Control

Truncate

16-Bit Output

16-Bit Output

12-Bit Final Output

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ßjàxà

0 10 20 30 40 50 60 70 800.5

0.51

0.52

0.53

0.54

0.55

0.56

0.57

0.58

No of Calibration Cycles

1/α

E = 0.25E = 0.5E = 1E = 2

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−2

−1

0

1

2

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Input Vin

INL

(mV

)

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−1

−0.5

0

0.5

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DN

L (m

V)

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2

3

4

5

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INL

and

DN

L (m

V)

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10 11 12 13 14 15 160

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Digital Word Length

INL

and

DN

L (m

V)

INLDNL

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ß ó ß

Bit0

Input Vin

Bit1 Bit2 Bit3

Stage 3Stage 2. . . . . .

S/Hs

Queue Forced MSBs

Input Vin

Stage 3

α2 α2

&

&

&

DoutDigital Error Correction using Linear and Nonlinear Gain Estimate

DataCalibration

&

Update

Updateα4, β4

Update

Update

α3, β3

α2

α1

Rate ControlCalibrationClock and

Vres2

Bit26 Bit27

Forced MSBs

α1Stage 12

α1Vres13

Vres1 Vres3

Delay Block

28 Bits

Stage 1

α4 + β4 Vin2

S6 2Vinα3 + β3

2S

4S

1S

3S

5

Bit6 Bit7

S7

S8

S5

3S

1S

Bit4 Bit5

S

7S 8

S6

S4

S2

S

New Gain Estimates

³3ª�¦x´��¶�Z�/��ß�ð#�\ß=ðX£�¬p­ �8¦8�B��ª�¼w��¢�ª�®���¨�» Æ �n�p����¢

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»�ª�¦xªÎ­ �8¢w¾��8������¾�­�ª��x®zÇ*�8«Ã¼w���l���x���k���Eª�®E­����B���x¢�¢��NÇyª�®�¦s«¶��Õ·´���®�¾��ßx��æQª�®/�=�8�\¦��Xª�®���¡�«l­½ª����X­���· �u� eXÖ × f ���¶�x�íg ¾LÍ�Îue[Ö*Ñ f ´/«�ª�®/¦åDEÖô���æQª�®/�=�8�\¦��Xª�®���¡�«l­½ª����X­���· �u� eXÖ É f ���¶�x�íg ¾LÍ�Îue[Ö × f ´/«�ª�®/¦åDEÖ��ßxßx��æQª�®��=�8�\¦x�8ª�®��f¡�«l­½ª�� �X­���·��¨� e × f �����x�îg�¾LÍ�Îue�Ñ f ´�«�ª�®�¦ADOÖßjô���æQª�®��=�8�\¦x�8ª�®��f¡�«l­½ª�� �X­���· �¨� e É f �����x�îg ¾LÍ�Îue × f ´�«�ª�®�¦AD ÉßNí/��æQª�®��=�8�\¦x�8ª�®��f¡�«l­½ª�� �X­���· �¨� eXÖ f �����x�îg ¾LÍ�Îue É f ´�«�ª�®�¦AD É

ß ó ô

Vref −Vref−60

−40

−20

0

20

40

60INL without Calibration

Input Vin

INL

(mV

)

−Vref Vref−25

−20

−15

−10

−5

0

5

10

15

20

DNL without Calibration

Input Vin

DN

L (m

V)

³3ª�¦x´��¶�.�/�ÎßjàÛ����¥�æ'�8®��n»B¥�æm���8�Bß=ðX£l¬·­ �8¦x����ª�¼W��¢�ª�®���¨�» Æ Çyª�­����x´/­ Æ �8¢�ª�°����X­½ª��x®

ß=ð���¥Û�x®�¢�ª�®����8�ã¦��8ª�®���¡�«¶­�ª����X­½��·#��Á@���¶�x�íg ¾LÍ�Îue[Ö f ´�«�ª�®�¦AD × �8®��ñF ×ßjà���¬/â�(Ê�µ¨Ã� � ´�«¶­y���x�Û¬/â�(�¦��8ª�®z�����¶�x�\´�«�ª�®�¦åD¯Ñ��8®��)F_Ñ

³3ª�¦8´�����«c�/�Îßjà�­½�Ê�/�ÎßNñ1«¶���NÇ0­½���Û��¥�æÊ�X®��4»B¥Ãæ|���¶���x�¶«�ÇyªÎ­½� �/ª�ÞW������®�­*¾��8¢�ª�°��½�X­�ª��x®@«l­½��¼�«�8¼�¼/¢�ª����q��Ù\������Õ·´�ªÎ©X�8¢���®·­��¶��«¶�x¢�´/­�ª��x®B�X�p­���ª�«7¼�ª�¼w��¢�ª�®���ª�«q¢�ª��kª�­½����°�±�­�����¢�ª�®��=�8�W¦��8ª�®B��«¶­�ª����X­½��x°/­½�8ª�®/���{ª�®'¢Ó�X«¶­�ßNí|«¶­½�8¦x��«s�8�\­½�/� ¼�ª�¼W��¢�ª�®/�8§f�X®��{����®�¾��zª�«J�8¼/¼����=Ï�ª����X­½��¢�±%ßjô�°�ª�­�«��|¨Ã®��¥�æ%�8�ÛßËæi¬/¯��8®��Í»B¥Ãæ��X�yßx�ìà4æi¬/¯��X���Ë�8¾ ��ª���©8���q§qÇyªÎ­½�Í�8®Ê��Õp´/ª�©X�8¢���®�­É�8¾�¾�´��½�X¾�±;�X�yßjô°�ªÎ­½«���庪�­����x´/­J�8¼�¼�¢Î±pª�®�¦|�8®�±'¾��8¢�ª�°��½�X­�ª��x®7§�­����4��Õp´/ª�©X�8¢���®�­@�8¾�¾�´����8¾�±g�8�\­½�/ª�«J�k�p����¢�Ç*�8«�8¼�¼/���=Ï�ª����X­½��¢�±1ày°�ª�­�«���庪�­½�D¢�ª�®��=�8��¾��8¢�ª�°��½�X­�ª��x®B�8®�¢�±8§8�8®s�8¾�¾�´��½�8¾#±1�8�ñð/ª�­½«�Ç*�8«3�x°/«����l©x���q�åº����®Í­����@¢Ó�X«¶­@ßNí4«l­ �8¦8��«�Ç6�����@�k�p����¢����;Çyª�­��Í�4«�ª�®�¦x¢��D¦��8ª�®;¼µ�8���8���#­½����ª�®�«l­½���8�Ê�8��­�Ç*�/§�8®��8¾�¾�´����8¾�±E�8���Ë°�ª�­�«ãÇã�8«Û�8¾ �/ª���©8���q��<f¨§<fkT � nyo%ph©�vaè6¿ � |c~^n@o�wþxO�sn

³3ª�¦8´����K����ß��{«¶���NÇy«z­½���;­��x¼º¢���©8��¢�ï�����ª�¢��x¦x¨ ��®�­½�����X�_�8¾��;���x�4­½���Úß�ðX£l¬p­½�8¦x�|��ª�¼W��¢�ª�®��8�³3ª�¦x´����1�/�ìôXëE«¶���NÇy«J�z���#­ �8ª�¢����;©�ª���Çî�8��­½���ËÕ·´���´/� �8®/�ÍØ���«¶­É­�Ç6�n«l­ �8¦8��«É�8��­½���˼�ª�¼W��¢�ª�®/�8�

ß ó í

Vref −Vref−4

−3

−2

−1

0

1

2

3

4 INL with Linear Calibration Only

Input Vin

INL

(mV

)

−Vref Vref−3

−2

−1

0

1

2

3 DNL with Linear Calibration Only

Input Vin

DN

L (m

V)

³3ª�¦x´����!�/��ß ó �f��¥�æ'�8®���»B¥�æÊ���x��ß=ðL£l¬p­½�8¦x�B��ª�¼w��¢�ª�®���¨�» Æ Çyª�­��næQª�®��=�8� Æ �8¢�ª�°��½�X­�ª��x®4È�®�¢�±

−Vref Vref−3

−2

−1

0

1

2

3INL with Single α for 13 Stages

Input Vin

INL

(mV

)

−Vin Vin−2

−1.5

−1

−0.5

0

0.5

1

1.5

2

Input Vin

DN

L (m

V)

DNL with Single α for 13 Stages

³3ª�¦x´��¶�.�/�Îß'Û����¥�æ'�8®��n»B¥�æm���8�Bß=ðX£l¬·­ �8¦x�É��ª�¼W��¢�ª�®/��¨�» Æ Çyª�­��|¬pª�®�¦x¢��ZD'���x�y�8¢�¢7«¶­½�8¦x��«

ß ó ð

Vref −Vref−1

−0.8

−0.6

−0.4

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 INL with Linear and Nonlinear Calibration

Input Vin

INL

(mV

)

−Vref Vref−1

−0.8

−0.6

−0.4

−0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1 DNL with Linear and Nonlinear Calibration

Input Vin

DN

L(m

V)

³3ª�¦x´����7����ßNñÛ�i��¥Ãæ4�8®��J»B¥�æ����8��ß�ðX£l¬p­½�8¦x����ª�¼w��¢�ª�®���¨�» Æ Çyª�­��s��´�¢�­�ª�¼µ�8���8�k��­½���Q¥Ã�8®�¢�ª�®��=�8�Æ �8¢�ª�°����X­½ª��x®

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-�´���´��D�8®�� Æ �x®�­����x¢¤£�¯*ªÎ­½«ãåº����®n¨�» ÆUÆ ¢��p¾ ² Ùi�½�X®�«�ªÎ­½ª��8®�«ã­½�A(ê�¦x�¬��#­Ã¾��x®�­½�¶�x¢Î£Y°�ª�­�«9J ëxë8ë �Y��¬/â�(DßÉÇã�X«Û¢��=�8«l­y����¾���®�­�¢�±E´�«¶���n­�����®

ß ó à

Queue and Control-Bit Generator

First two pipeline stages with MSB

control

Other Pipeline Stages

2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

Delay and Digital Correction Logic

(Optional) Non-Overlapping Clock

Generator

Source Clocks

1

13 14

³�ª�¦x´��¶�.�/�Îß��^��Ùi�x¼næ��#©x��¢�ï�����ª�¢��x¦@��®�­½���¶�_�8¾��B���x�Bß=ðX£�¬p­ �8¦8�É��ª�¼W��¢�ª�®����z¨�» Æ

³3ª�¦x´����ñ�/�áô8ë^�nï�����ª�¢��x¦Í��®�­½���¶�_�8¾��|���x��ß=ðX£�¬p­ �8¦8�n��ª�¼W��¢�ª�®/����¨�» Æ �c-B´/��´��|�8®��0³3ª���«l­�ÙãÇ6�¬p­½�8¦x��«

ß óxó

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��¢�«¶�B�Y��¬�â�(Ãí@ª�«ã��´�¢�¢7­½����®¬·Çyª�­½¾ �|¬�â�(ÃíkÈB´�­½¼�´/­y­��k¨�» Ƭp��­�¬�â�(Ãík�X«Ã¡��k¼/­�±

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G æQª�®����8� Æ �8¢�ª�°����X­½ª��x®EÈ�®�¢Î±ª���»BëË�8¢����=�X�/±4«¶��®�­Ã­�����®

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��¢�«¶�Bª��3»Bëk�X¢������8�/± «���®�­y­½�/��®«¶��®��n»s߬p��­Û¾��x®�­����x¢¤£�°�ªÎ­½«9J�ë/ßxß

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¬·Çyª�­½¾ �|¬�â�(�ôËÈB´�­½¼�´/­y­��k¨�» Ƭp��­�¬�â�(�ôË�X«Ã¡��k¼/­�±

��¢�«¶�B�Y��¬�â�(Ãí@ª�«ã��´�¢�¢7­½����®¬·Çyª�­½¾ �|¬�â�(ÃíkÈB´�­½¼�´/­y­��k¨�» Ƭp��­�¬�â�(Ãík�X«Ã¡��k¼/­�±

��¢�«¶�B�Y��¬�â�(1ßɪ�«ã��´�¢�¢7­½����®¬·Çyª�­½¾ �|¬�â�(1ßDÈB´�­½¼�´/­y­��k¨�» Ƭp��­�¬�â�(1ßD�X«Ã¡��k¼/­�±

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20-Bit Output Sample

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Concurrent Data

20 Bit Corrected Data + 3-Bit Control

Truncate

20-Bit Output

20-Bit Output

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Linear Digital Correction

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Re−configuration Logic in VerilogA

Digital Correction Logic in VerilogA

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Ù\��ª�«\¾��8���zª�«*ª����=�8¢�¢�±k«�´/ª�­½���4���x�6­���«l­½ª�®/¦@¾=�8¢�ª�°����X­½ª��x® �X¢�¦x�x�¶ª�­�����«�«�ª�®�¾���ª�­ã´/«���«Û�J«¶ª��k¼�¢��ßxß�£Y«¶­½�8¦x� ¼/ª�¼w��¢�ª�®����'¨�» Æ ���x�J�/ª�¦xªÎ­½ª�Ì��X­½ª��x®q� Æ �8¢�ª�°��½�X­�ª��x®mª�«D¼W���¶���x�¶�����Ú°�±{«¶­��x��ª�®�¦;�������8�©X�8¢�´/��«����x����ª�ÞW���¶��®�­É¾��p����«Bª�®Í�zèÛ¨�� ¾���¢�¢f�X­�­½���@�x´�­½¼�´/­É�X��­½���@¨�» Æ �s(Ã�NÇ6��©x����§�èÛ¨��«¶­��x�½�X¦x�s¾=�X®Ê°W�s�/ª�«½�X°�¢����Ê°·±n´�«¶ª�®�¦z¾��x®�­½���8¢3¼�ª�®�«�§7Çy�/ª�¾ �m�8¢�¢��NÇy«�´�®�¾��8¢�ª�°��½�L­½���|�µ�X­ �k­½�z°w�����¾���ª�©x���;�X­\­����É�x´/­�¼�´/­Û¾ �µ�8®�®/��¢�«��

³3ª�¦8´����ÛßNë/�Îß'\«����NÇy«f­½�/�6°w��®�¾ ��­��x¼@«��#­½´�¼s���x��­½�/�*¾��8®·©8���l­½���3¾=�8�¶�J­½��«¶­=�fÈ�®�¢�±É�x®/�*�8��­�Ç6��=©X�8ª�¢��8°�¢���¾ �µ�8®�®/��¢�«iª�«�´/­�ª�¢�ª�Ì����q�Q��®�¼�´�­3«¶ª�¦x®µ�X¢8Çã�X«�¼��¶�N©�ª������D�X­�ß�ïÛ£�¼�¼É¢��#©x��¢��L­�ô8ë���(ÛÌ8�f»�´/�­½�1­½���ü�ª�¼w��¢�ª�®�����®��X­½´��¶���8�7­½�����8��¾ ��ªÎ­½��¾�­½´/���8§����¶���x�¶«*ª�®k­½���è�» Æ ¾��x®�©x���¶­½����«y�8�¶��¢�ª�²8��¢�±s­����ª�«��s���¶�x� ª�®��8����Õ·´µ�L­½�Ë«¶­½�8¦x�@¦��8ª�®q§��8®��m��¢����k��®�­É�kª�«����X­�¾ �q�J庪�­����x´/­1èy¨B� ¾=�X¢�ª�°/�½�X­�ª��x®­½�/��«��z�����¶�x��«s¾��8®�®��X­@°W� ¾��x�¶����¾#­½���q§��8®��{­½�/�����#���x��� �����¶�x��«J��¾�¾�´��¶ª�®�¦|���¶�x� ¢Ó�=±x�x´�­¶£��¶��¢��X­½����kª�«����X­�¾ ����«\«¶���x´�¢��n°w��©pª�«�ª�°�¢��Bª�®4­½���É�x´�­½¼�´/­��

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�Y­f«¶���x´�¢��s°W�6®��8­����s­½���X­�­����ã��¥Ãæ��X®��@»B¥�æ4�X�´�®�¾=�X¢�ª�°/�½�X­����J¾��8«��6Ç*�����ã�k�=�8«¶´������JÇyª�­��¼��¶�x¼���ª���­½�8�¶±Ê«¶�8��­�Ç*�8����«�´�¼�¼/¢�ª����'°�±m¾=�8�¶�'���8®·´/�_�8¾#­½´��¶������È�®m­½���k�8­½�/���1�µ�8®��g¾=�8¢�ª�°����X­½���

ß���ô

��¥�æ%�8®/�Í»B¥�æ{Ç*�����s�k�=�X«�´��¶���Ê´�«¶ª�®�¦E��¨�Ùyæ�¨�¯ç¼W�8«¶­½¼/���p¾���«¶«�ª�®�¦���Ù\��ª�«�¾��x´�¢��|����¼/����«¶��®�­ª�®��8¾�¾�´��½�8¾�ª���«\ª�®z­½���Bص®��8¢Q����«�´�¢Î­=�

ß��xí

Conversion Speed (MS/s)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Pow

er c

onsu

mpt

ion

(mW

)

σ20

40

60

80

100

120

∆∆

∼∼180

200 ∆

∆∼ ∼

200

σ

σ

∆ ∆

Power−Speed profile of ADCpresented in this work

∆ Pipelined ADCsσ ∆Σ type ADCs

³�ª�¦x´��¶�sßNë/� ð#� Æ �x�k¼µ�8�¶ª�«¶�x®E�8�3«¶ª��s´/¢Ó�X­����z¼w���¶���8�����8®�¾���ÇyªÎ­½�E¼�´�°/¢�ª�«¶����������«�´�¢Î­½«

ß��8ð

Stage 1 Stage 2 Stage 3 Stage 4

Stage 8 Stage 7 Stage 6 Stage 5

Stage 9 (Comparators Only)

Local Non- Overlapping

Clock Generator

³3ª�¦x´��¶�@ßNë/�áàÛ��èÛ��¾��x®�ص¦x´����8°�¢��B¨�» Æ æ��=±x�x´�­

ß���à

DUT

b0

b1

b2

b3

b4

b5

b6

b7

b8

b9

TI S

N74

AV

C-1

6374

ID1

ID2

ID3

ID4

ID5

ID6

ID7

ID8

2D1

2D2

QD1

QD2

QD3

QD4

QD5

QD6

QD7

QD8

QD1

QD2

OFF

-BO

AR

D

MA

X-5

183

Clk

Clk

VC

C

VCC-DUT

VSS-DUT

V-DUT

22uF 1uF

VCC-LS

VSS-LS

V-LS

22uF 1uF

V-L

S

Vrefp

VSS-LS

V-P

0.1uF 50KOhm Pull-Down

Vrefn

VSS-LS

V-N

0.1uF 50KOhm Pull-Up

V-D

UT

Vrefp

Vrefn

V-N

V-P

HP-8665 Low-Phase Noise Sig-Gen

ESG-D3000A Sig- Gen

Power Combiner

Band-Pass Filter

RCL 4th Order Passive 10MHz

Bi-Directional Coupler

V-IN P

V-IN N

V-IN P

V-IN N

Vinp

Vinn Rhode Schwarz FSQ26 Signal

Analyzer

³3ª�¦x´/���sßNë�� ó ��èy��¾��x®/ص¦8´��½�8°/¢��ɨ�» Æ Ù���«¶­�»�ªÓ�8¦8�½�8�

ß�� ó

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³3ª�¦x´����mßNë/�òñ^�Íèy��¾��x®/ص¦x´/�½�8°�¢��|¨�» Æ �n�=�8«¶´������л�±�®��8��ª�¾|èÛ�8®�¦8�nÇyª�­��0èy����´�¾����0��®�¼/´/­¬pÇyª�®�¦

ß��xñ

³3ª�¦8´����sß=ë/�&�Û��èÛ��¾��x®/Ø�¦x´��½�X°�¢��ɨ�» Æ �n���8«�´��¶���ͬ�³f»BèÐÇyªÎ­½�EÙãÇ*�L£�Ùi�x®��1Ù���«¶­

����

³�ª�¦x´��¶�sßNë/�ÎßNë^��èy��¾��x®/ص¦8´��½�8°/¢��B¨�» Æ �n�=�X«�´��¶���;»�±p®µ�X��ª�¾BèÃ�X®�¦x�ɪ�®EæQ�NÇã£l¬�¼w�����Ê�n�p���

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³�ª�¦x´��¶�@ßNë/�ÎßjôÛ�fÙi�x¼næQ��©x��¢�¬p­½�¶´�¾�­�´����1�8� Æ �8¢�ª�°��½�X­����Eèy��¾��x®/ص¦x´/�����|��ª�¼w��¢�ª�®���¨�» Æ

f

Stage 1 Stage 2 Stage 3 Stage 4

WCDMA Mode Switch

WLAN Mode Switch

Clock Generator

Supplies and Reference Voltages

³3ª�¦x´/���@ßNë/�ÎßNí]�3Ù��x¼næQ��©8��¢�¬�¾ ����� �X­�ª�¾É�8�3èÛ��¾��x®�ص¦x´��¶��� Æ �8¢�ª�°��½�X­����E¨�» Æ

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³3ª�¦x´��¶�@ßNë/�Îß=ð#��¬�¾ �/�����X­½ª�¾1�X��¬�ª�®�¦x¢��B��ª�¼w��¢�ª�®��ɬp­½�8¦x�1»���«¶ª�¦x®

³�ª�¦x´��¶�@ßNë/�ÎßjàÛ��¬p¾ �������X­½ª�¾É�8�f»�ªÎÞ7������®·­�ªÓ�8¢7�3�8ª��ÛÈ�Ù�¨

ô8ë�ô

Uncalibrated Calibrated

³�ª�¦x´��¶�sßNë/�Îß ó ��³3³3ÙUèy��«¶¼W�8®�«��1�8��¨�» Æ È�´/­�¼�´/­y���x�ãåÐæQ¨�¥��n�p���

³3ª�¦x´����@ß=ë/��ß�Û��èy��«�´/¢�­½«yÙ��8°�¢������x� Æ �8¢�ª�°��½�L­½������ª�¼w��¢�ª�®���¨�» Æ

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³3ª�¦8´����@ßNë���ßNñÛ��¬�ª�¦��X®·­���¾B¨�â8» Æ �X¼/­½´��¶� Æ �8���

Agilent E4432B

ESG-D3000A Sig- Gen

Power Combiner

Band-Pass Filter

RCL 4th Order Passive 10MHz

Bi-Directional Coupler

PDA12A Converter Card Vinn

Vinp

CLK 125MHz

HP-8665 Low-Phase Noise Sig-Gen

Agilent E4402B Triple Output Suppy

Supplies

12b

PC Post- Processing

³3ª�¦x´��¶�sßNë/�Îß��]����®�«l­½�¶´�����®�­ �X­�ª��x®n¬��#­½´�¼E���x�Û¬�ª�¦��8®�­½��¾ Æ �8®·©8���l­½��� Æ �8�¶�nÙi��«l­

ô8ë8ð

1

2

1

2

1

2

1

2

³�ª�¦x´��¶�sßNë/�áô8ë]�����=�8«¶´���������®·­�èy��«�´/¢�­½«���¨Bâ8» Æ �x®�©x���¶­½��� Æ �X���EÇyª�­½�/�x´/­ Æ �8¢�ª�°����X­½ª��x®

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¬���©8�����8¢wÇyª�����¢���«¶«�«¶­ �X®��µ�8�¶��«6¾�´����¶��®�­½¢Î±Ë¾��x�k¼w��­½�\���x���/�x��ª�®µ�8®�¾��yª�®@­½���y���8¾��y­½�1¼����N©pª��/�©x�8ª�¾����8®��4���X­ �J«¶���l©�ª�¾���«*­½�s¾��x®�«¶´�������«ãª�®4�1«�ª�®/¦x¢��Û���8°�ª�¢��Û�/��©pª�¾��8�fåº��ª�¢��y­½����í�ÿ Æ »É��¨«¶­½�8®��µ�X���gÇ*�8«1Çyª�����¢�±Í¼�´�°/¢�ª�¾�ª�Ì����g�8®��'ª�«É°W��ª�®�¦n¼�´/­1­½��´�«���®��NÇɧfª�­1ª�«É°w��ª�®�¦n¾ ���8¢�¢���®�¦x���°�±4¢���¾��8¢7�X���=�D®���­�Ç6�x��² «¶­ �X®��µ�8�¶��«\¢�ª�²8��¯6¢�´��#­½�p�8­½�z�X®��4åÐæQ¨�¥!Ñ_ñxë�ô��ÎßxßN��âL°âX¦ Ò §��X«ãÇ*��¢�¢q�X«���k���¶¦xª�®/¦4Çyª����Ë�8�¶�=�z®��#­�Ç*�x�¶²·«D¢�ª�²8�s庪Ó�n¨ñ[ Ñ_ñxë�ô��Îß ó Ò �J��®Í¾��8®·­��½�8«l­É­½��í�ÿ@§W­½�/�ËåÐæQ¨�¥�8®��D庪��n¨\[0«¶­½�8®��µ�8�¶��«f�x¼w�����X­½�6�x®Ë�8®s´/®�¢�ª�¾���®/«����@«¶¼W��¾�­���´���§��8®��D­½����ª��3°��8«���«¶­ �L­½ª��8®�«��8�¶��=�X«�ª����\�8®��E¢���«�«*�#Ï�¼W��®�«�ªÎ©x�É­½�s«¶��­�´�¼q��Ù\���B����©8��¢��x¼��k��®�­y�8��ï��xª�¾��#£�È�©8����£���®�­½����®��#­¶£����¶�8­½�p¾��x¢Ñ�ï��8��� Ò �8¢�«��Í�����8®�«Ë­½�µ�L­�­����n®/��Ç ´�®/¢�ª�¾���®�«¶���-«¶­ �X®��µ�8�¶��«�§y�8¢Î­½���8´�¦x�%����«¶ª�¦x®/���b�8®�¢�±{���8���ª�¦x��£�«¶¼W�����{���X­ �E­½�½�X®�«¶������§3Çyª�¢�¢��8¢�«¶�|¼��¶�N©�ª�����©8�xª�¾�� «¶���¶©pª�¾���«J´�«�ª�®�¦;�����iÙ\�����������8���8§f­������¶��#Ï�ª�«¶­½«��Í®������b���x�@���#©�ª�¾���«�­½���X­k¾=�8®-¼����N©pª����z­����n°w��®/��Ø�­�« �8�ðW�X­½�-­����E¢��x®/¦m���8®�¦x�ní�ÿ«¶­½�8®��µ�X����«6�8®��ËåÐæQ¨�¥º�8®��Ë庪��n¨\[Ы¶­ �X®��µ�8�¶��«�§�Çyª�­���«¶���p�8­��k���8®����8Þ��X®���¾��X£��ÜÏ�ª�«¶­���®�¾��°w��­�Ç6����®;�8¢�¢W«¶­ �X®��µ�8�¶��«��

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ô8ë

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215

APPENDIX A: SYSTEM LEVEL ANALYSIS SPREADSHEET FOR WLAN 802.11A STANDARD

220

APPENDIX B: SYSTEM LEVEL ANALYSIS SPREADSHEET FOR WLAN 802.11B STANDARD

225

APPENDIX C: SYSTEM LEVEL ANALYSIS SPREADSHEET FOR WCDMA STANDARD

230

APPENDIX D: VERILOGA AND MATLAB INTERFACE CODE FOR 12-STAGE AND 14-STAGE PIPELINE

MODELS

231

Conventional Pipeline Stage Code (VerilogA) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ `include "discipline.h" `include "constants.h" module two_bit_stage(vin, clock1, clock2, vref, vout, bit1, bit2, mcap, alpha, beta); input vin, clock1, clock2, vref, mcap, alpha, beta; output vout, bit1, bit2; electrical vin, vout, clock1, clock2, bit1, bit2, mcap, alpha, beta, vref; real vres, vintemp, tempbit1, tempbit2, tempvout, vin_vref; parameter real vtrans = 0; parameter real vhigh = 1; parameter real vlow = -1; analog begin @ (cross(V(clock1) - vtrans, 1)) begin tempvout = 0; end @ (cross(V(clock1) - vtrans, -1)) begin vintemp = V(vin); //compare if(vintemp >= (V(vref)/4)) begin tempbit1 = vhigh; tempbit2 = vlow; end else begin if(vintemp >= (-V(vref)/4)) begin tempbit1 = vlow; tempbit2 = vhigh; end else begin tempbit1 = vlow; tempbit2 = vlow; end end end @ (cross(V(clock2) - vtrans, 1)) begin if((tempbit1 > vtrans) && (tempbit2 < vtrans)) begin

232

vin_vref = (vintemp) -(V(vref)/2); tempvout = ((1/V(mcap))*(vin_vref)) + V(alpha)*pow(vin_vref,3) + V(beta)*pow(vin_vref,5); end if((tempbit1 < vtrans) && (tempbit2 < vtrans)) begin vin_vref = (vintemp) +(V(vref)/2); tempvout = ((1/V(mcap))*(vin_vref)) + V(alpha)*pow(vin_vref,3) + V(beta)*pow(vin_vref,5); end if((tempbit1 < vtrans) && (tempbit2 > vtrans)) tempvout = ((1/V(mcap))*(vintemp)) + V(alpha)*pow(vintemp,3) + V(beta)*pow(vintemp,5); if((tempvout > V(vref)) || (tempvout < -V(vref))) tempvout = V(vref); end V(vout) <+ tempvout; V(bit1) <+ tempbit1; V(bit2) <+ tempbit2; end endmodule Linear Calibration Pipeline Stage Code (VerilogA) ----------------------------------------------------------------------- `include "discipline.h" `include "constants.h" module two_bit_stage_calib_mcaponly(vin, clock1, clock2, vref, calib1, calib2, calib3, vout, bit1, bit2, mcap, alpha, beta); input vin, clock1, clock2, vref, mcap, calib1, calib2, calib3, alpha, beta; output vout, bit1, bit2; electrical vin, vout, clock1, clock2, bit1, bit2, mcap, calib1, calib2, calib3, vref, alpha, beta; real vres, vintemp, tempbit1, tempbit2, tempvout, D0, D1, vin_vref, dummy; parameter real vtrans = 0; parameter real vhigh = 1; parameter real vlow = -1; analog begin @ (cross(V(clock1) - vtrans, 1)) begin tempvout = 0; end @ (cross(V(clock1) - vtrans, -1)) begin vintemp = V(vin);

233

//compare if(vintemp >= (V(vref)/4)) begin tempbit1 = vhigh; tempbit2 = vlow; end else begin if(vintemp >= (-V(vref)/4)) begin tempbit1 = vlow; tempbit2 = vhigh; end else begin tempbit1 = vlow; tempbit2 = vlow; end end //check if a calibration signal was sent if((V(calib1) < vtrans)&(V(calib2)<vtrans)&(V(calib3)>vtrans)) begin tempbit2 = vlow; tempbit1 = vhigh; end else if((V(calib1) < vtrans)&(V(calib2)>vtrans)&(V(calib3)<vtrans)) begin tempbit2 = vhigh; tempbit1 = vlow; end end @ (cross(V(clock2) - vtrans, 1)) begin if((tempbit1 > vtrans) & (tempbit2 < vtrans)) begin vin_vref = (vintemp) -(V(vref)/2); tempvout = ((1/V(mcap))*(vin_vref)); end if((tempbit1 < vtrans) & (tempbit2 < vtrans)) begin vin_vref = (vintemp) +(V(vref)/2); tempvout = ((1/V(mcap))*(vin_vref)); end if((tempbit1 < vtrans) & (tempbit2 > vtrans)) tempvout = ((1/V(mcap))*(vintemp)); if(tempvout > V(vref)) tempvout = V(vref); end

234

V(vout) <+ tempvout; V(bit1) <+ tempbit1; V(bit2) <+ tempbit2; end endmodule ---------------------------------------------------------------------- Nonlinear Calibration Pipeline Stage Code --------------------------------------------------------------------------------------------------------- `include "discipline.h" `include "constants.h" module two_bit_stage_calib(vin, clock1, clock2, vref, vout, calib1, calib2, calib3, calib1out, calib2out, calib3out, bit1, bit2, alpha, beta); input vin, clock1, clock2, vref, alpha, beta, calib1, calib2, calib3; output vout, bit1, bit2, calib1out, calib2out, calib3out; electrical vin, vout, clock1, clock2, bit1, bit2, vref, alpha, beta, calib1, calib2, calib3, calib1out, calib2out, calib3out; real vres, vintemp, tempbit1, tempbit2, tempcalib1, tempcalib2, tempcalib3, tempvout, D0, D1, vin_vref, dummy; parameter real vtrans = 0; parameter real vhigh = 1; parameter real vlow = -1; analog begin @ (cross(V(clock1) - vtrans, 1)) begin tempvout = 0; end @ (cross(V(clock1) - vtrans, -1)) begin vintemp = V(vin); //compare if(vintemp >= (V(vref)/4)) begin tempbit1 = vhigh; tempbit2 = vlow; end else begin if(vintemp >= (-V(vref)/4)) begin tempbit1 = vlow; tempbit2 = vhigh;

235

end else begin tempbit1 = vlow; tempbit2 = vlow; end end //check if a calibration signal was sent tempcalib1 = V(calib1); tempcalib2 = V(calib2); tempcalib3 = V(calib3); end @ (cross(V(clock2) - vtrans, 1)) begin if((tempbit1 > vtrans) & (tempbit2 < vtrans)) begin vin_vref = (vintemp) -(V(vref)/2); tempvout = ((1/V(alpha))*(vin_vref)) + V(beta)*pow(vin_vref,3); end if((tempbit1 < vtrans) & (tempbit2 < vtrans)) begin vin_vref = (vintemp) +(V(vref)/2); tempvout = ((1/V(alpha))*(vin_vref)) + V(beta)*pow(vin_vref,3); end if((tempbit1 < vtrans) & (tempbit2 > vtrans)) tempvout = ((1/V(alpha))*(vintemp)) + V(beta)*pow(vintemp,3); if(tempvout > V(vref)) tempvout = V(vref); end //check if a calibration signal was sent if(((tempcalib1 < vtrans)&(tempcalib2<vtrans)&(tempcalib3>vtrans))||((tempcalib1 < vtrans)&(tempcalib2>vtrans)&(tempcalib3<vtrans))) tempvout = V(vref)/4; V(vout) <+ tempvout; V(bit1) <+ tempbit1; V(bit2) <+ tempbit2; V(calib1out) <+ tempcalib1; V(calib2out) <+ tempcalib2; V(calib3out) <+ tempcalib3; end endmodule

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Linear and Nonlinear Queue Code (VerilogA) `include "discipline.h" `include "constants.h" module queue(clock1, adcclock, vin, vref, vout, calib1, calib2, calib3, modebit1, modebit2); input vin, clock1, adcclock, vref, modebit1, modebit2; output vout, calib1, calib2, calib3; electrical vin, clock1, adcclock, vout, calib1, calib2, calib3, vref, modebit1, modebit2; real counter, vtemp1, vtemp2, vtemp3, vouttemp, fulltemp1, fulltemp2, fulltemp3, lrutemp, calibtemp1, calibtemp2, calibtemp3, outputmode; parameter real vtrans = 0; parameter real vhigh = 1; parameter real vlow = -1; analog begin @ (cross(V(adcclock) -vtrans, 1)) begin calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vlow; //lru - least recently used s/h if (lrutemp == 4) lrutemp = 1; if(lrutemp == 1) begin //if 1 was the least recently used s/h, check it first, followed by 2 and then 3 if(fulltemp1 == 1) begin vouttemp = vtemp1; // s/h is now 'empty' so set full to low fulltemp1 = vlow; end else if (fulltemp2 == 1) begin vouttemp = vtemp2; fulltemp2 = vlow; end else if(fulltemp3 == 1) begin vouttemp = vtemp3; fulltemp3 = vlow; end else begin //none of the s/h have data, send calibration signal if ((V(modebit1) < vtrans)&(V(modebit2) < vtrans)) begin if (outputmode == 0)

237

begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 1) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vlow; end outputmode = outputmode + 1; if (outputmode > 1) outputmode = 0; end else if ((V(modebit1) < vtrans)&(V(modebit2) > vtrans)) begin if (outputmode == 0) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 1) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vlow; end else if (outputmode == 2) begin vouttemp = V(vref); calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 3) begin vouttemp = 3*V(vref)/4; calibtemp1 = vhigh; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vlow; end outputmode = outputmode + 1; if (outputmode > 3) outputmode = 0; end end end

238

if(lrutemp == 2) begin if(fulltemp2 == 1) begin vouttemp = vtemp2; fulltemp2 = vlow; end else if (fulltemp3 == 1) begin vouttemp = vtemp3; fulltemp3 = vlow; end else if(fulltemp1 == 1) begin vouttemp = vtemp1; fulltemp1 = vlow; end else begin //none of the s/h have data, send calibration signal if ((V(modebit1) < vtrans)&(V(modebit2) < vtrans)) begin if (outputmode == 0) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 1) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vlow; end outputmode = outputmode + 1; if (outputmode > 1) outputmode = 0; end else if ((V(modebit1) < vtrans)&(V(modebit2) > vtrans)) begin if (outputmode == 0) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 1) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh;

239

calibtemp3 = vlow; end else if (outputmode == 2) begin vouttemp = V(vref); calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 3) begin vouttemp = 3*V(vref)/4; calibtemp1 = vhigh; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vlow; end outputmode = outputmode + 1; if (outputmode > 3) outputmode = 0; end end end if(lrutemp == 3) begin if(fulltemp3 == 1) begin vouttemp = vtemp3; fulltemp3 = vlow; end else if (fulltemp1 == 1) begin vouttemp = vtemp1; fulltemp1 = vlow; end else if(fulltemp2 == 1) begin vouttemp = vtemp2; fulltemp2 = vlow; end else begin //none of the s/h have data, send calibration signal if ((V(modebit1) < vtrans)&(V(modebit2) < vtrans)) begin if (outputmode == 0) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 1) begin

240

vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vlow; end outputmode = outputmode + 1; if (outputmode > 1) outputmode = 0; end else if ((V(modebit1) < vtrans)&(V(modebit2) > vtrans)) begin if (outputmode == 0) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 1) begin vouttemp = V(vref)/4; calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vlow; end else if (outputmode == 2) begin vouttemp = V(vref); calibtemp1 = vlow; calibtemp2 = vhigh; calibtemp3 = vhigh; end else if (outputmode == 3) begin vouttemp = 3*V(vref)/4; calibtemp1 = vhigh; calibtemp2 = vlow; calibtemp3 = vlow; end outputmode = outputmode + 1; if (outputmode > 3) outputmode = 0; end end end //update lru to next s/h lrutemp = lrutemp + 1; end @ (cross(V(clock1) - vtrans, 1)) begin

241

//determine which s/h is to get vin, set the full value of the next s/h //to false, since that data can no longer be sampled // update lru to be the preceeding s/h counter = counter + 1; if (counter == 4) counter = 1; if(counter == 1) begin vtemp1 = V(vin); fulltemp2 = vlow; //2 about to start sampling.. lrutemp = 3; end if(counter == 2) begin vtemp2 = V(vin); fulltemp3 = vlow; lrutemp = 1; end if(counter == 3) begin vtemp3 = V(vin); fulltemp1 = vlow; lrutemp = 2; end end @ (cross(V(clock1) - vtrans, -1)) begin //update full status of the s/h if(counter == 1) begin fulltemp1 = vhigh; end if(counter == 2) begin fulltemp2 = vhigh; end if(counter == 3) begin fulltemp3 = vhigh; end end V(vout) <+ vouttemp; V(calib1) <+ calibtemp1; V(calib2) <+ calibtemp2;

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V(calib3) <+ calibtemp3; end endmodule ---------------------------------------------------------------------- Output Bit Delay Code (Matlab) function [out_delay, out_dec] = dec_5_26(u, numstages, numbits) %------------------------------------------ %-- %-- dec.m %-- May 21 2003 %-- %-- Delays bits in matrix u by proper amount and then %-- performs digital correction %-- works for even number of bits only with 1sample / row %-- remove time column from beginning of matrix u before calling this function %------------------------------------------- stagenum=0; [numrows foo] = size(u); %find number of rows %delayed_u is going to hold the delayed data delayed_u = -1*ones(numrows+numstages/2, foo); %numrows + numstages/2 to account for a delay of numstages for(n=1:numrows) %delay each group of 4 bits by the same amount %first 4 bits will be delayed by (numstages/2)-1, thus for i=1: % delayed_u(n + (numstages/2 - 1), 1) = u(n,1) % delayed_u(n + (numstages/2 - 1), 2) = u(n,2) .. etc %so bit one and two will be in the same row, in columns 1 and 2 respectively %number of stages is divided by 2 because we are delaying 4 bits at a time and there are %2bits per stage for(i=1:4:numbits) delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i) = u(n,i); delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i+1) = u(n,i+1); delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i+2) = u(n,i+2); delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i+3) = u(n,i+3); stagenum = stagenum+1;

243

end stagenum=1; end out_delay = delayed_u; Remove Calibration Bits Code (Matlab) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ function [out] = remove_calib(u, delay) [rownum colnum] = size(u); n=1; for(i=1:delay-1) out(n) = u(i); n = n+1; end for(i=delay:rownum) if(mod((i-delay),11) == 0) %remove calibration data else out(n) = u(i); n =n+1; end end ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Linear and Non-Linear Digital Correction Code (Matlab) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- function [out_delay, out_dec] = dec_5_26(u, numstages, numbits) %------------------------------------------ %-- %-- dec.m %-- May 21 2003 %-- %-- Delays bits in matrix u by proper amount and then %-- performs digital correction %-- works for even number of bits only with 1sample / row %-- remove time column from beginning of matrix u before calling this function %------------------------------------------- stagenum=0; [numrows foo] = size(u); %find number of rows

244

%delayed_u is going to hold the delayed data delayed_u = -1*ones(numrows+numstages/2, foo); %numrows + numstages/2 to account for a delay of numstages for(n=1:numrows) %delay each group of 4 bits by the same amount %first 4 bits will be delayed by (numstages/2)-1, thus for i=1: % delayed_u(n + (numstages/2 - 1), 1) = u(n,1) % delayed_u(n + (numstages/2 - 1), 2) = u(n,2) .. etc %so bit one and two will be in the same row, in columns 1 and 2 respectively %number of stages is divided by 2 because we are delaying 4 bits at a time and there are %2bits per stage for(i=1:4:numbits) delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i) = u(n,i); delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i+1) = u(n,i+1); delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i+2) = u(n,i+2); delayed_u(n+((numstages/2)-stagenum), i+3) = u(n,i+3); stagenum = stagenum+1; end %stagenum=0; delayed_u(n+(numstages/2),numbits+1) = u(n,numbits+1); delayed_u(n+(numstages/2),numbits+2) = u(n,numbits+2); delayed_u(n+(numstages/2),numbits+3) = u(n,numbits+3); stagenum=1; end out_delay = delayed_u; %perform digital correction on delayed_u %need two variables to keep track of the current column (bit) %col_dec is for the dec_array and col_del is for delayed_u %note that col_del is 1 larger than it should be due to the bits %starting at u(2) and not u(1) col_dec=(numbits/2) + 1; col_del=numbits; %c_i and c_o are carry in and carry out, respectively c_i = 0;

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c_o = 0; %dec_array will store the values of the digitally corrected %bits. thus it must have numbits/2 + 1 columns (bits) and %numrows plus the delay, quantified by numstages. Note that this %will actually give one extra row at the end since the max delay %is numstages -1 dec_array = -1*ones(numrows+numstages/2, col_dec); %start at second to last bit and compare with second bit from previous stage, %decrementing i from numbits to 1 for(n=1:numrows+numstages/2) %remove LSB from delayed_u and place in LSB position of current row in dec_array dec_array(n, col_dec) = delayed_u(n, col_del); col_dec = col_dec-1; %starting with the 2nd LSB, take pairs of bits from the current row %and perform digital correction. Because the first column in the input %is the time and we need to copy the MSB directly from delayed_u (no DEC) %we go from numbits to 2. The step of -2 is to account for the fact that we %are accessing i and i+1 to perform the DEC for(i=numbits-1:-2:2) if(i>2) %this code emulates a binary adder, using -1 for 0. the carry in and out are still 1 and 0 %the value stored in dec_array is the sum, carry out is designated based on carry in and sum %carry in is set equal to carry out at the end of this if statement %case 1: 10 or 01 (1-1 or -11) if(((delayed_u(n,i) == 1) & (delayed_u(n,i-1) == -1)) | ((delayed_u(n,i) == -1) & (delayed_u(n,i-1) == 1))) dec_array(n, col_dec) = 1; c_o = 0; if(c_i == 1) dec_array(n, col_dec) = -1; c_o = 1; end elseif ((delayed_u(n,i) == -1) & (delayed_u(n,i-1) == -1)) %case 2: 00 (-1-1) dec_array(n,col_dec) = -1; c_o = 0; if(c_i == 1) dec_array(n,col_dec) = 1; end else %only other possibility is 11 (11) dec_array(n, col_dec) = -1; c_o = 1;

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if(c_i == 1) dec_array(n,col_dec) = 1; end end %set carry in equal to carry out and update column in dec_array c_i = c_o; col_dec = col_dec - 1; end end %need to reset col_dec to original value for next row col_dec =(numbits/2) + 1; %assign value of MSB if(c_i == 1) if(delayed_u(n,1) == 1) dec_array(n,1) = -1; else dec_array(n,1) = 1; end else dec_array(n,1) = delayed_u(n,1); end %finally, reset carry in and carry out before analyzing the next row. c_i = 0; c_o = 0; end out_delay = delayed_u; out_dec = dec_array