隨著無線局域網(wǎng)連接的逐步普及,對通信設(shè)備提出了更嚴(yán)酷的要求：即體積和功耗更小、使用的零件更少、價格更低,同時產(chǎn)品必需更快進入市場。由于有了零中頻(ZIF)無線電結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)進展,上述許多要求才能得到滿足。零中頻(ZIF)的概念是把信息直接轉(zhuǎn)換到發(fā)送頻帶發(fā)送(在接收端,反過來直接從收到的頻帶恢復(fù)出信息),它不是一個新概念,早在超外差接收機結(jié)構(gòu)出現(xiàn)之前就已經(jīng)有人研究過。盡管在歷史上,直接下變頻(direct-down-conversion)
隨著無線局域網(wǎng)連接的逐步普及,對通信設(shè)備提出了更嚴(yán)酷的要求：即體積和功耗更小、使用的零件更少、價格更低,同時產(chǎn)品必需更快進入市場。由于有了零中頻(ZIF)無線電結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)進展,上述許多要求才能得到滿足。
零中頻(ZIF)的概念是把信息直接轉(zhuǎn)換到發(fā)送頻帶發(fā)送(在接收端,反過來直接從收到的頻帶恢復(fù)出信息),它不是一個新概念,早在超外差接收機結(jié)構(gòu)出現(xiàn)之前就已經(jīng)有人研究過。盡管在歷史上,直接下變頻(direct-down-conversion)結(jié)構(gòu),也稱作自差結(jié)構(gòu),曾是一種很難真正實現(xiàn)的結(jié)構(gòu),但因為其整體結(jié)構(gòu)簡單,零部件也可以顯著減少,從而一直引人注意。設(shè)計者面臨的挑戰(zhàn)包括非常棘手的直流偏移問題。但是如果能把先進的技術(shù)和優(yōu)良的設(shè)計實踐結(jié)合起來,許多這樣的問題可以解決,使ZIF技術(shù)既可以用在單邊帶也可以用在雙邊帶無線局域網(wǎng)的無線電臺上。
采用ZIF技術(shù)確實可以解決無線電不得不面對的許多寄生偽頻率干擾問題,付出的代價是必須解決新出現(xiàn)的一個非常大的直流信號。為了解決這一問題,我們必須對直流電產(chǎn)生的熱量和外圍兩個要素進行考慮。
因為大多數(shù)ZIF無線電臺放大器工作在基帶,它需要匹配的平衡自動增益控制(AGC) 放大器。另外一個問題是無線電發(fā)射機本振產(chǎn)生的泄漏正好位于頻帶的中心,會干擾附近接收機的正常工作。
零中頻
用ZIF技術(shù)時,被調(diào)制的信號是以直流為中心的低頻信號,它必須與實際電路引入的各種外來干擾直流低頻率信號競爭。被處理的信號不能有任何顯著的直流分量,因為我們沒有辦法確定這個直流分量的哪一部分屬于被處理的信號。符合這個準(zhǔn)則的有許多波形,例如直接序列擴頻(DSSS),它使用雙邊帶壓縮的載波相移鍵控調(diào)制。另外一種波形是不用中心載波的正交頻分復(fù)用(OFDM)。
該信號強度的變化范圍在75
dB左右。它可以比混頻器的固有直流偏置引入的直流弱30到
40dB。然而,最大的問題是這個直流不是固定的,而是隨著外部條件的變化而變化,如時間、
電源電壓、溫度等,最糟糕的是它還會隨著信號電平調(diào)正增益的變化而變化。這就是說,為了確保這個直流電平不會對信號產(chǎn)生干擾,必需進行動態(tài)直流補償。必需進行補償?shù)囊粋�外部因素是信號在附近表面
反射后再次進入了
天線。由于反射相位角和強度的不同,由此而產(chǎn)生的直流可以有很大范圍的變化。
如果附近表面是運動著的,還會產(chǎn)生多普勒分量和一個快速變化的衰落分量。另外還會有一個影響來自于附近表面對天線本身產(chǎn)生的電壓駐波比(VSWR)。如果由于近場的加載引起了電壓駐波比的變化,信號就會被反射回混頻級,產(chǎn)生直流。因為這個直流是隨時間而變化的,所以交流耦合或直流反饋回路的頻率響應(yīng)曲線的拐角必需比這個由反射引起的直流變化快。這個頻率通常在
100kHz左右。必需考慮把這個交流耦合的響應(yīng)時間包括在采集時間中,特別當(dāng)采用802.11a 協(xié)議時更應(yīng)該如此,因為它只允許
16ms的前導(dǎo)信號。
直流補償
有幾種辦法可以來對付直流和增益平衡問題：
● 避免使用ZIF,可考慮使用超外差技術(shù),這樣把直流排除到頻帶外,信號可以只用一個放大器放大;
● 各個級之間全都采用交流耦合;
● 使用帶交流耦合反饋的直流耦合(其性能類似交流耦合)。
若要把ZIF概念付諸實踐,還有許多必要的權(quán)衡工作要做。零中頻接收機通過天線基本上把整個頻譜都接收下來,然后通過單邊帶下變頻,把想要的高頻率信號變換為基帶信號或者常常是零中頻信號。接下去,用低通
濾波器(LPF)去除所有沒用信號
