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零中頻接收機(jī)的架構(gòu)設(shè)計(jì)分析

加油射頻工程師 ? 來源:加油射頻工程師 ? 2024-04-16 14:31 ? 次閱讀

今天看了一篇公眾號(hào)文章,號(hào)主家住青島,文章講號(hào)主心情不好的時(shí)候,就會(huì)到海邊走走,海能治愈她的壞情緒,同時(shí)也減小了她結(jié)節(jié)的大小。

我家也在海邊,從家走路到海邊,可能也就15分鐘左右,不過從小到大,去海邊的次數(shù)屈指可數(shù)。小時(shí)候,偶爾去一次,都會(huì)看到好多大人,坐在岸邊的堤上,等著海水退潮,下海干活。家里的海,沒有沙灘,漲潮的時(shí)候,就全是水,退潮的時(shí)候,就全是灘涂。

不過,近年來,也不太清楚是在建什么,把近海都填起來了,以前的岸堤對(duì)著的不再是海,都填了土。想要看海,只能走到碼頭處,或者沿著一條小道使勁往里面走。再加上,回老家的時(shí)候,一般都是過年,天氣濕冷。所以,完全想不起來,要去海邊看看。

今年過完年后,老爸聽說我們要去海南看海,表示非常不能理解。看海還需要跑去海南么,騎個(gè)車,不就到了么?

哈哈,我們只是想去一個(gè)暖和的地,看一個(gè)不一樣的海。話說,當(dāng)我在酒店的陽臺(tái)上,看著夜色下的大海時(shí),真的體味出一點(diǎn)點(diǎn)那種治愈的味道了,可能還是年齡到了。

零中頻接收機(jī)的架構(gòu),如下圖所示。

9dbb51b4-fba5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

(1) 什么是二階失真呢?

具有弱非線性的器件,可以用下式進(jìn)行表示其響應(yīng):

9dd5b9fa-fba5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

如文章下面的推導(dǎo)可知,上式中的第二項(xiàng),會(huì)產(chǎn)生低頻率的二階失真信號(hào)

由于零中頻接收機(jī)的中頻有用信號(hào)位于零中頻附近,所以這個(gè)低頻率的失真信號(hào),會(huì)對(duì)有用信號(hào)的SNR產(chǎn)生影響,因此,在零中頻接收機(jī)中,對(duì)系統(tǒng)影響比較大的是二階失真信號(hào)。

雖然正交混頻器前端的LNA也有二階失真,但是如果有交流耦合電容存在,如上圖所示,LNA產(chǎn)生的低頻二階失真會(huì)很大程度的被隔離掉;而過了正交混頻器之后,都是基帶低頻電路,沒有能力對(duì)射頻干擾信號(hào)做出響應(yīng);所以,在整個(gè)零中頻接收機(jī)中,對(duì)二階失真信號(hào)貢獻(xiàn)最大的,就是正交混頻器二階非線性。

(2)假設(shè)干擾信號(hào)是兩個(gè)單音信號(hào)

9df4bc24-fba5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

由上圖可知,兩個(gè)干擾信號(hào)產(chǎn)生的頻率為w2-w1的二階失真信號(hào),會(huì)落入有用信號(hào)帶內(nèi),造成有用信號(hào)SNR的惡化。

(3)干擾信號(hào)是包絡(luò)緩慢變化的信號(hào)

假設(shè)干擾信號(hào)為包絡(luò)緩慢變化的調(diào)制信號(hào):

9e1e4954-fba5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

其中,a(t)表示緩慢變化的包絡(luò)信號(hào)。

在經(jīng)歷了二階失真后,信號(hào)為:

9e351f9e-fba5-11ee-a297-92fbcf53809c.png

二階失真的產(chǎn)物中有A0a(t),因此有時(shí)候會(huì)說,二階失真可以解調(diào)出AM信號(hào)。

另外,因?yàn)橛杏眯盘?hào)也是包絡(luò)緩慢變化的調(diào)制信號(hào),比如基帶整形后的QPSK信號(hào),所以當(dāng)有用信號(hào)大到一定程度時(shí),也會(huì)產(chǎn)生低頻二階失真,影響信號(hào)質(zhì)量。但是因?yàn)橛杏眯盘?hào)增大時(shí),AGC會(huì)起作用,所以這種自己影響自己的不好的情況,在發(fā)生之前,就會(huì)扼殺。

(4)總結(jié)

從上面的分析中可知,在考慮零中頻接收機(jī)的抗干擾性能的時(shí)候,也需要好好評(píng)估接收機(jī)的IP2性能是否能滿足要求。

就如在非零中頻的超外差接收機(jī)的設(shè)計(jì)中,考慮互調(diào)抗擾性的時(shí)候,需要好好評(píng)估接收機(jī)鏈路的IP3性能一樣。

審核編輯:黃飛

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