超外差接收机

超外差接收机
超外差接收机的拓扑如下图1：
图1 超外差接收机结构
由上图可以看到超外差接收机进⾏了两次下变频，第⼀次下变频是将射频信号降到固定的中频段，这样做的原因是在射频段频率较⾼，要实现对信道的选择（将⽆⽤频段信号滤除）对滤波器的Q值要求太⾼，滤波器的Q值做⼀个补充：
由此可见，对于同样的滤波器带宽，信号的频率越⾼，Q值越⼤，对滤波器的要求越⾼。

⽽将射频信号降到中频则对Q的要求会降低很多。

以上结构中第⼀个射频滤波器⽤于限制输⼊带宽衰减带外信号，减⼩互调失真，抑制杂散信号。

低噪声放⼤器LNA⽤于在不造成接收机线性恶化的前提下提供⼀定的增益，提⾼信噪⽐。

镜像抑制⼲扰滤波器IR filter⽤于抑制镜像⼲扰，将镜像频率衰减到可接受的⽔平（可以通过查看前⼀篇博客对镜像频率有⼀个简单的理解）。

第⼀次下变频后的中频滤波器就是⽤来进⾏信道选择的，最后通过可变增益放⼤器后进⾏第⼆次下变频，使⽤的是复混频（可以通过查看前⼀篇博客对复混频有⼀个简单的理解）进⾏正交解调产⽣同相和正交两路基带信号。

超外差结构可以通过选择合适的中频频率和镜像抑制滤波器来获得很好的信道选择效果，同时也可以获得很好的灵敏度和动态范围。

多个变频级也减⼩了本振泄漏和直流偏差的影响。

但是由于滤波器的Q值仍然很⾼，只能在⽚外实现，增加了成本和尺⼨。

接收机系统增益分配
天线接收的射频信号⼀般只有-120~-100dBm，需要放⼤100~200dB，如此⼤的增益必须分配到各个放⼤级才能保证放⼤器的稳定⼯作，⼀般⽽⾔⼀个频带内的放⼤器增益⼀般不超过50-60dB，超外差接收机结构由于频段的级数很多，可以将增益分配到射频级、中频级和基带级上。

由于在较低的频带上实现窄带的⾼增益较容易实现，⼀次在中频和基带级可以分配较⼤的增益。

对于在射频频带上的LNA，增益不宜太⼤，只需具有⼀定增益减弱噪声对系统的影响，提⾼接收机对信号的灵敏度即可，此外过⼤的信号进⼊混频器会产⽣⾮线性失真（混频器为⾮线性器件），因此⼀般LNA增益不⼤于25dB。

寄⽣通道⼲扰
寄⽣频率⼲扰是⼀种组合频率引起的⼲扰，根本原因是混频器的⾮线性。

混频器并不是⼀个理想的乘法器，它将输⼊的有⽤信号WRF和本振信号WLO以及⼲扰信号W1、W2等，通过混频器的⾮线性特性中的某⼀⾼次⽅项组合产⽣组合频率：，如果这些频率落在中频段内就会形成⼲扰。

镜像⼲扰属于寄⽣通道⼲扰的⼀种，消除镜像⼲扰则需要在射频滤波器中滤除掉，那么需要很⾼Q值的滤波器。

由上⼀篇博⽂《混频器》可知，⼲扰信号与射频信号之间相距2WIF，WIF越⼩⼲扰信号距离射频信号就越近，对滤波器要求就越⾼，因此中频信号频率的⼤⼩选择对抑制镜像⼲扰也有很⼤的影响。

信道选择和灵敏度的⽭盾
减少镜像⼲扰可以增⼤接收机灵敏度，但是通过射频滤波器对镜像频率进⾏衰减，增⼤衰减则需要提⾼中频频率，增⼤中频频率对中频滤波器的Q值要求会提⾼，否则会减⼩中频滤波器对信道选择性，因此信道选择性与另名都之间形成了⽭盾。