收發器(Transceiver)架構1——接收機3

有小夥伴給我留言,說轉行推薦書籍的事情。後臺信息超過48小時我就不能回覆了,但是還可以看見的。所以我就在這兒給你回覆一下吧。

《模擬電子技術基礎(第5版)》 童詩白

《數字電子技術基礎 ( 第5版 ) 》 閻石

《信號與系統(第二版)》 奧本海姆

《 數字信號處理(第四版)》 John G.Proakis

《射頻電路設計——理論與應用(第二版)》Reinhold Ludwig


這五本看完大體就都明白是怎麼回事兒了。理論知識很多,數學運算也不少。


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廢話不多說,開始正文。


上次說到零中頻接收機拓撲結構簡單,體積小,但是存在本振洩漏和直流偏差的噪聲干擾,為了優化零中頻方案,出現一種新的接收機形態——近零中頻(Near-Zero IF)接收機,也叫低中頻接收機(也就是我們在接收機1裡提到低中頻接收機)。

近零中頻,顧名思義,就是中頻頻率很低,接近於零。根據不同平臺,中頻頻率不同,我見過用100KHZ和38K做本振的。

收發器(Transceiver)架構1——接收機3

上圖結構我們可以看出,高頻信號通過高頻低噪放LNA濾波後直接送入混頻器下變頻,變為一個低中頻信號這個信號被送入數字模塊完成接下來的處理最後得到基帶模擬信號I/Q信號。

而數字模塊展開來講,是下變頻的信號經過A/D轉換器變成數字信號後,進行I/Q解調,與一個低中頻數字正交本振(100KHZ)混頻,分離出I/Q數字信號,在經過D/A轉換,最終得到基帶模擬I/Q信號。

由於不是直接下變頻到基帶信號,直流偏差問題就迎刃而解了。

近零中頻接收機嚴格來說也可以算得上兩次混頻,只不過第二次混頻是在低頻段以數字方式混頻的。信號沒有模擬信號那麼容易受到干擾。


到這裡,常用的接收機類型已經給大家說清楚了。不難看出,不管是零中頻還是近零中頻接收機,都算為廣義上的超外差接收機。因為他們確實滿足輸出中頻頻率固定(零中頻ωIF

=0,近零中頻ωIF在中低頻固定。)因此,我們平時提到的超外差接收機,通常指有兩次以上混頻架構的超外差。


那麼接下來我們對比一下三種接收機的優缺點


超外差:

超外差的性能是三種裡最好的,但他是在犧牲成本和空間的前提下提升的性能。

超外差的接收動態範圍很大,並且由於做了多次變頻,能找到恰當的中頻頻率,頻道的選擇性和靈敏度都很高。同時由於多次變頻,功耗相對也比較大。相應的調製方式可以有QPSK/QAM。這裡調製方式不展開說明了。

零中頻:

零中頻的體積小、結構簡單、成本低廉。但由於是直接下變頻到零中頻,信道是在基頻選擇,因此接收動態性能不好。並且很難保證I/Q信號正好正交,I/Q平衡度不好。同時,需要做直流消除電路。相應的調製方式為NC-FSK。

近零中頻:

近零中頻同樣體積小、成本低。並且解決了零中頻的直流乾擾問題。因此近年來也被廣泛應用。但仍然存在I/Q信號平衡度不好的問題,同時也會有鏡像頻率干擾問題,動態性能比零中頻稍好。調製方式為GMSK。


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