單級接收器
“直接變頻”、“零中頻”,甚至“超外差”——人們用不同的術(shù)語來稱呼單級射頻接收器。這是近來津津樂道的話題。這種技術(shù),已給出現(xiàn)的機(jī)頂盒與全球定位系統(tǒng)（GPS）送受話器之中,并開始融入到移動(dòng)電話等其它產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。
各種元線產(chǎn)品,特別是由電池供電的產(chǎn)品,都能從直接變頻方式中獲益。采用這種設(shè)計(jì)的首批產(chǎn)品,是低檔的尋呼機(jī)。對小型化產(chǎn)品而言,傳統(tǒng)超外差接收器的濾波器是體積最大,成本最高的元件。
直接受頻接收器將正交混頻直接用于基帶。而超外差接收器則是將射頻轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)中頻。
超外差方式的最大缺點(diǎn),是每一級超需要一個(gè)混頻器和多個(gè)濾波器。這就增加了功耗和元件數(shù)量,因而加大了成本。
因直接變頻方式只帶一個(gè)混頻器,所以相應(yīng)的濾波器與其它分立元件較少。事實(shí)上,在某些應(yīng)用產(chǎn)品中,可在單芯片上實(shí)現(xiàn)完整的接收器。
典型的移動(dòng)電話設(shè)計(jì)方案,可省下的元件多達(dá)50個(gè),既減少了元件數(shù)量,又降低了成本。母板上的單個(gè)芯片,要比一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口模塊或是目前常見的錫封模塊,價(jià)格便宜了許多。這也為PCB設(shè)計(jì)人員省去了很大麻煩,要知道在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí),射頻部分頗為耗費(fèi)精力的工作。
單是材料費(fèi)一項(xiàng),即可省下3至4美元。這個(gè)數(shù)字好象不大,但是,它所適用的電話機(jī)總數(shù)有數(shù)億部之多。
直接變頻雖有種種優(yōu)點(diǎn),但也有一些問題,如1/f噪聲,隨時(shí)間變化的直流補(bǔ)償,強(qiáng)信號(hào)的自混頻,以及需有品質(zhì)優(yōu)良的抗混淆濾波器。不過這些問題尚未影響到各大音導(dǎo)體制造商對直接變頻的投入熱情。
AD公司是采用這種結(jié)構(gòu)的首批成員之一,它將自己的Othello芯片用到移動(dòng)電話上,從而實(shí)現(xiàn)直接變頻和解調(diào)。
直接變頻已經(jīng)徘徊了很長時(shí)間。而將它用到較復(fù)雜的調(diào)制方案中,這尚屬首次,這包括第三代移動(dòng)電話。
AD公司曾經(jīng)遇到的一個(gè)問題是壓控振蕩器的信號(hào)會(huì)向天線泄漏。因?yàn)檫@種振蕩器與載波的輸出相同,所以會(huì)影響附近的手機(jī)。該公司的解決辦法是另選頻率,約為1350MHz,再加以分頻或倍頻,使之在混頻器中達(dá)到規(guī)定的900MHz或1800MHz。
直流補(bǔ)償問題也影響移動(dòng)電話芯片集。一種辦法是將交流耦俁到基帶信號(hào),但當(dāng)信號(hào)中有直量時(shí)（如在GSM中）,這種辦法就不起作用了。
AD公司的解決辦法之一,是對基帶信號(hào)加以巧妙處理,以消除直流補(bǔ)償?shù)挠绊憽?/p>
AD公司現(xiàn)正完成參考設(shè)計(jì),將整個(gè)GSM模塊集成到一個(gè)單面板中,大小相當(dāng)于半張信用卡。對于只處理數(shù)據(jù)的GPRS產(chǎn)品,如不帶鍵盤與顯示接口的PDA或PC卡。雙面板僅有1平方英寸大小。
這種移動(dòng)電話在使用時(shí),收發(fā)電路都保持關(guān)閉狀態(tài),這使其待機(jī)時(shí)間長達(dá)六周。
ST微電子公司已開始將直接變頻用于機(jī)頂盒和GPS芯片。
ST公司的看法是：主要問題出在相位噪聲。他們不得不關(guān)注鎖相自動(dòng)黑電平校準(zhǔn)。除此之外,這種模塊還具有自動(dòng)閃爍檢測修正功能,使用戶在50Hz與60Hz兩種供電電壓環(huán)境之間漫游時(shí),圖像性能不會(huì)降級。
所需種種壓縮都必須在話機(jī)之外進(jìn)行。在多種情況下,出自協(xié)處理器的數(shù)字像素流,采用MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)。這樣就可以在像素流發(fā)送
