零中频射频接收机技术
2004年7月A版
摘 要：零中频(Zero IF)或直接变换(Direct-Conversion)接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的特点,正成为射频接收机中极具竞争力的一种结构。本文在介绍超外差(Super Heterodyne)结构与零中频结构性能和特点的基础上,重点分析零中频结构存在的本振泄漏(LO Leakage)、偶次失真(Even-Order Distortion)、直流偏差(DC Offset)、闪烁噪声(Flicker Noise)等问题,并给出零中频接收机的设计方法和相关技术。
关键词： 零中频;超外差;本振泄漏;自混频
引言
近年来随着无线通信技术的飞速发展,无线通信系统产品越来越普及,成为当今人类信息社会发展的重要组成部分。射频接收机位于无线通信系统的最前端,其结构和性能直接影响着整个通信系统。优化设计结构和选择合适的制造工艺,以提高系统的性能价格比,是射频工程师追求的方向。由于零中频接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的特点,已成为射频接收机中极具竞争力的一种结构,在无线通信领域中受到广泛的关注。本文在介绍超外差结构和零中频结构性能和特点的基础上,分析零中频结构可能存在的问题,并给出零中频接收机的设计方法和相关技术。
超外差接收机
超外差(Super Heterodyne)体系结构自1917年由Armstrong发明以来,已被广泛采用。图1为超外差接收机结构框图。在此结构中,由天线接收的射频信号先经过射频带通滤波器(RFBPF)、低噪声放大器(LNA)和镜像干扰抑制滤波器(IR Filter)后,进行第一次下变频,产生固定频率的中频(IF)信号。然后,中频信号经过中频带通滤波器(IF BPF)将邻近的频道信号去除,再进行第二次下变频得到所需的基带信号。低噪声放大器(LNA)前的射频带通滤波器衰减了带外信号和镜像干扰。第一次下变频之前的镜像干扰抑制滤波器用来抑制镜像干扰,将其衰减到可接受的水平。使用可调的本地振荡器(LO1),全部频谱被下变频到一个固定的中频。下变频后的中频带通滤波器用来选择信道,称为信道选择滤波器。此滤波器在确定接收机的选择性和灵敏度方面起着非常重要的作用。第二下变频是正交的,以产生同相(I)和正交(Q)两路基带信号。
