面對這樣的要求，GSM/EDGE系統設計工程師通常只有在通訊用DAC元件能夠符合以下四個主要雜訊與失真方面相關的重要規格要求時才有可能加以採用，這些規格分別為(a)無寄生動態範圍（Spurious-Free Dynamic Range；SFDR）；(b)訊號雜訊比（Signal-to-Noise Ratio；SNR）；(c)互調失真（Intermodulation Distortion；IMD）以及(d)多音功率比（Multi-Tone Power Ratio；MTPR），所有的這四個參數對確保發射系統是否能夠符合寄生與IMD目標要求都相當重要。

GSM/EDGE的DAC動態效能要求

為了定義基地台所發出的雜訊與附混波，使用一個稱為GSM/EDGE發射遮罩的規格來決定這些參數的DAC要求，這個遮罩顯示可允許的雜訊與附混波會依發射載波頻率的偏移頻率而定，GSM/EDGE遮罩以及它的規格是以在發射時只有單一動作載波並阻絕其他載波的條件來訂定，(圖一)中的規格顯示，每個載波的輸出功率可以在20W或更高，較低的輸出功率對發射部份的要求則較低。

無寄生動態範圍（SFDR）

GSM/EDGE系統要求類比信號合成電路，也就是DAC在偏移頻率(6MHz時附混波必須低於-80dBc，由DAC所產生的寄生雜訊可以與隨機雜訊以及其他電路元件的寄生雜訊結合，因此DAC所產生的寄生雜訊必須還要保持最少6dB的餘裕空間以容納其他的雜訊源。

載波數以及它們相對於DAC全幅輸出的信號位準同時也扮演了相當重要的角色，和全幅正弦波不同，信號頻譜能量散佈在固定頻寬內的多音信號包含了較高的峰值對RMS比，如果信號位準沒有適當地壓低，就可能會造成截波（clipping）的問題，因此，如果發射器以四個帶內載波運作，那麼每個獨立的載波必須要在低於全幅輸出最少12dB以上的條件下運作，在八個載波時則必須最少低18dB才能防止波形截波的問題發生。

例如一個採用EDGE，峰值到RMS比為4dB的8-PSK相移鍵控（Phase Shift Keying）變，就需要載波振幅多保留額外的4dB空間，同時還得有-6dB的餘裕用來補償其他的電路元件，對在每個指定頻寬內擁有4或8個載波的系統來說，每個獨立載波必須滿足-18dBFS或-24dBFS甚至更低的振幅規格。

《圖一　GSM/EDGE基地台收發系統的發射遮罩》

＜註：發射遮罩可以用來協助找出GSM/EDGE基地台收發器系統中發射路徑電路上所使用DAC的雜訊與失真限制。＞

＠大標:信號雜訊比（SNR）

＠內文：GSM/EDGE系統的SNR要求同樣地也可以由GSM/EDGE的發射遮罩取得，如圖一，在頻率偏移(6MHz時最高雜訊位準為-80dBc，同時假設測量頻寬為100kHz時，每Hz的最低雜訊密度可以透過以下的計算取得：

SNRMIN=-80dB-10 ( log10（100 ( 103Hz）

SNRMIN=-130dB/Hz

由於隨機DAC雜訊會加到寄生雜訊音與其他電路元件的隨機雜訊上，因此通常建議要將規格限制降低約10dB左右以便能夠容忍這些額外雜訊，並同時符合GSM/EDGE遮罩值的要求。

互調失真（IMD）與多音功率比（MTPR）

＠內文:選擇多載波GSM/EDGE系統發射路徑上所使用DAC時的其他關鍵因素為轉換器所能提供的IMD與MTPR效能，在特定頻帶中的多重載波會在各載波頻率間產生不必要的互調失真，多音測試向量通常由數目為四的數個具有完全相同振幅等距載波所組成，每一個載波代表了目標頻帶中的一個通道，要驗證MTPR，必須移除一或多個通訊音以便能夠進行DAC互調失真的評估，DAC本身的非線性度會產生部分可能出現在已移除音範圍內的雜訊音，而限制了通訊通道的載波雜訊比，其他出現在目標頻帶外的寄生雜訊成份也會依系統的頻譜遮罩與濾波要求不同而可能相當重要。回到GSM/EDGE的發射遮罩上，相鄰載波的IMD規格在不同的GSM標準中也各有不同，以PCS1800與GSM850標準為例，DAC就必須符合-70dB的平均IMD。

(表一)整理了四載波GSM/EDGE系統中整體發射信號路徑電路的動態效能要求，同時也將先前的轉換器要求與新一代的高動態效能DAC做了比較。

14-bit, 260Msps的MAX5195是一個完全相容四載波GSM/EDGE信號產生要求的DAC元件，提供卓越的動態效能表現，並且符合所有的GSM/EDGE頻譜遮罩要求。

(圖二)中的四音MTPR圖顯示了這個DAC的動態效能表現，中心頻率（fCENTER=48.9583MHz）被移除以便能夠進行由相鄰通道散落在這個空間點的互調與寄生雜訊偵測與分析，四個載波以25MHz頻寬，分別間隔1MHz的安排觀察，依GSM/EDGE頻譜遮罩輸出振幅壓低了-18dBFS，在這些情況下，這個DAC擁有-77dBc的IMD與-78dBc的MTPR。

《圖二　四音MTPR效能表現圖》

＜註：這個頻譜圖顯示了MAX5195在中心頻率（fCENTER）為48.9583MHz與時脈頻率（fCLK）為260MHz時的4音MTPR效能，由圖中可以看出MAX5195能夠符合最關鍵的GSM/EDGE規格要求。＞

結論

從系統的觀點來看，DAC在多音情況下能夠保持高動態效能的能力將可以簡化發射路徑電路的設計，傳統上來說，BTS系統會在每個發射通道採用一個轉換器，但目前由於DAC已經具備了足夠的多音效能表現，因此將能夠簡化發射器架構的設計，同時透過減少每個系統中所需的DAC元件數來節省電路板空間並降低系統成本。（作者任職於Maxim Integrated Products）

[1]單載波SFDR在25MHz範圍的觀察結果。雖然DAC無法完全符合SFDR規格，但是可以透過頻率規劃來提供並補償較低的單音SFDR。