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浅析几类射频通信接收机的工作原理

作者:ag视讯更新时间:2021-02-09 19:35点击次数:字号:T|T

  典型的超外差式接收机的如图,振荡器产生一个始终比接收信号高一个中频频率的振荡信号,在混频器将振荡信号与接收信号相减产生一个新的频率即中频,这就是“外差”。

  射频信号处理过程:射频信号经天线接收后,经过带通滤波器BPF1的频带选择和低噪声放大器LNA放大,通过混频器Mixer将射频信号先下变频到中频,在中频段对信号进一步进行信道选择(带通滤波器BPF2)和放大(AMP);再使用解调器Demod(IQ解调)将中频信号解调为基带信号Baseband。

  射频信号处理过程:射频信号经天线接收后,经过带通滤波器BPF的频带选择和低噪声放大器LNA放大,通过解调器Demod(IQ解调)将射频信号直接下面变频到基带,对基带信号进行低通滤波LPF,然后放大(AMP)。

  数字中频接收机是在超外差接收机的基础上,将第二次下变频和之后模拟基带处理部分数字化,即在中频直接A/D采样的接收机结构。

  射频信号处理过程:射频信号经天线接收后,经过带通滤波器BPF1的频带选择和低噪声放大器LNA放大,通过混频器Mixer将射频信号先下变频到中频,在中频段对信号进一步进行信道选择(带通滤波器BPF2)和放大(AMP);然后将第一中频信号送入ADC,对输出的数字信号进行数字下变频解调(Digital Demod)。

  滤波器品质因数,用滤波器的中心频率F(单位HZ)与-3dB带宽B(单位HZ)的比值来表达,即Q=F/B,描述了滤波器分离信号中相邻频率成分能力。品质因数Q越大,表明滤波器的分辨能力越高,即越能选出单一的频率。

  自激振荡:自激震荡是指不外加激励信号而自行产生的恒稳和持续的振荡。如果在放大器的输入端不加输入信号,输出端仍有一定的幅值和频率的输出信号,这种现象就是自激振荡。

  本振泄露(LOL:Local Oscillator Leakage)【2】:本振指本地振荡器LO。RF混频器有两个输入端口和一个输出端口,如图1所示。理想混频器将产生一个输出,它是两个输入的乘积。就频率而言,该输出的频率应当是FIN + FLO以及FIN FLO,不含其它项。如果任一输入不在驱动状态下,则不会有输出。

  在图1中,FIN被设置为基带频率为1 MHz的FBB,FLO被设置为本振频率为500 MHz的FLO。如果是理想混频器,它将产生一个输出,其中包含两个信号音,频率分别为499 MHz和501 MHz。然而,如图2所示,真实混频器的输出还将产生未混频的FBB和FLO,。未混频的FBB处产生的能量可以忽略不计,因为它远离所需的输出,并且将被混频器输出之后的RF组件滤除。未混频的FLO就是泄露的本振信号,其产生的能量就是一个问题,它非常接近或在所需的输出信号内,并且很难或无法通过滤波去除,因为滤波也会滤除所需的信号。可驱动混频器的本振 (LO) 已经泄漏到混频器的输出端口。LO还有其他途径可以泄漏到系统输出端,例如通过电源或跨越硅本身。无论本振如何泄漏,其泄漏都可被称为LOL。

  镜像频率:上面提到的本振频率FLO与输入信号频率FIN通过混频器产生两个输出FIN + FLO以及FIN FLO,它们关于FLO对称,如果只需要FIN FLO,那么FIN + FLO就是镜像频率。

  直流偏置【3】:为了理解直流偏置的起源和影响,我们可以参照图四的接收通道进行说明。如图四(a)所示,本振口,混频器口,LNA之间的隔离度不好,LO(本振信号)可以直接通过LNA和混频器,我们叫做“本振泄露”, 这种现象是由于芯片内部的电容及基底耦合的,耦合的Lo信号经过LNA到达混频器,和输入的LO信号混频,叫做“自混频”,这样会在 C 点产生直流成分;近似的情况如(b),从 LNA出来的信号耦合到混频器的本振输入口,从而产生了直流分量。

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