零中頻射頻接收機技術
2004年7月A版
摘 要：零中頻(Zero IF)或直接變換(Direct-Conversion)接收機具有體積小、成本低和易于單片集成的特點,正成為射頻接收機中極具競爭力的一種結構。本文在介紹超外差(Super Heterodyne)結構與零中頻結構性能和特點的基礎上,重點分析零中頻結構存在的本振泄漏(LO Leakage)、偶次失真(Even-Order Distortion)、直流偏差(DC Offset)、閃爍噪聲(Flicker Noise)等問題,并給出零中頻接收機的設計方法和相關技術。
關鍵詞： 零中頻;超外差;本振泄漏;自混頻
引言
近年來隨著無線通信技術的飛速發(fā)展,無線通信系統(tǒng)產品越來越普及,成為當今人類信息社會發(fā)展的重要組成部分。射頻接收機位于無線通信系統(tǒng)的最前端,其結構和性能直接影響著整個通信系統(tǒng)。優(yōu)化設計結構和選擇合適的制造工藝,以提高系統(tǒng)的性能價格比,是射頻工程師追求的方向。由于零中頻接收機具有體積小、成本低和易于單片集成的特點,已成為射頻接收機中極具競爭力的一種結構,在無線通信領域中受到廣泛的關注。本文在介紹超外差結構和零中頻結構性能和特點的基礎上,分析零中頻結構可能存在的問題,并給出零中頻接收機的設計方法和相關技術。
超外差接收機
超外差(Super Heterodyne)體系結構自1917年由Armstrong發(fā)明以來,已被廣泛采用。圖1為超外差接收機結構框圖。在此結構中,由天線接收的射頻信號先經(jīng)過射頻帶通濾波器(RFBPF)、低噪聲放大器(LNA)和鏡像干擾抑制濾波器(IR Filter)后,進行第一次下變頻,產生固定頻率的中頻(IF)信號。然后,中頻信號經(jīng)過中頻帶通濾波器(IF BPF)將鄰近的頻道信號去除,再進行第二次下變頻得到所需的基帶信號。低噪聲放大器(LNA)前的射頻帶通濾波器衰減了帶外信號和鏡像干擾。第一次下變頻之前的鏡像干擾抑制濾波器用來抑制鏡像干擾,將其衰減到可接受的水平。使用可調的本地振蕩器(LO1),全部頻譜被下變頻到一個固定的中頻。下變頻后的中頻帶通濾波器用來選擇信道,稱為信道選擇濾波器。此濾波器在確定接收機的選擇性和靈敏度方面起著非常重要的作用。第二下變頻是正交的,以產生同相(I)和正交(Q)兩路基帶信號。
