超外差 零中频 近零中频接收机

超外差、零中频、近零中频接收机

简介：

众所周知，射频电路按功能主要可以分为三部分，发射机、接收机和本地振荡电路。对于接收机来说，主要有三种，超外差接收机(heterodyne receiver)、

零中频接收机(homodyne receiver)和近零中频接收机，这三种接收机可以说各有优缺点，那么在设计射频接收机时到底应该应用哪一种呢？本文主要目的就是想根据我阅读的一些文章文献，对于题目中提到的三种接收机的优缺点及应用作一个总结归纳，以便将来设计时应用。

超外差式接收机(heterodyne receiver)：

优点(benefits)：

1．超外差式接收机可以有很大的接收动态范围

2．超外差式接收机具有很高的邻道选择性(selectivity)和接收灵敏度(sensitivity)。一般超外差式接收机在混频器前面会有一个预选射频滤波器，在混频器后面还会有一个中频滤波器。这就使得它具有良好的选择性，可以抑制很强的干扰。

3．超外差式接收机受I/Q信号不平衡度影响小，不需要复杂的直流消除电路。缺点(drawback)：

1．由于超外差式接收机一般会用到一级或几级中频混频所以电路会相对于零中频接收机复杂且成本高集成度不高。

2．超外差式接收机会用到很多离散的滤波器，这些滤波器可以是SAW或陶瓷的，但一般比较昂贵，而且体积较大，是的集成度不高，成本也较高。

3．超外差式接收机一般需要较高的功率消耗。

应用：

相干检测的方案中(QPSK、QAM)。

零中频接收机(homodyne receiver)：

优点(benefits)：

1．零中频接收机可以说是目前集成度最高的一种接受机，体积小，成本也很低，但是如果到了VHF频段设计零中频接收机将变得非常复杂、困难。因为频率越高，IQ解调器所用到的本振很难做到正交，频率也很难做到很准确，一个解决办法就是增加AFC电路，自动控制本振频率。

2．功率消耗较低。

3．不需要镜像频率抑制滤波器，同样减小了体积和成本。

缺点(drawback)：

1．由于信道选择性完全是在基带有源低通滤波器实现的，所以诸如大的动态范围、低噪声和良好的线性度这些指标要求使得有源低通滤波器的设计和实现非常困难。

2．需要直流消除电路。由本振自混频(self-mix)和强干扰信号自混频在基带产生的直流电压会恶化接收信号，需要用到直流消除技术。如果不应用直流消除技术，这种方案就只能用在没有直流成分的调制方案中(比如：NC-FSK)。

3．因为零中频接收机的载波是在射频频段，这样载波恢复变得很困难，只能用在非相干检测方案中。

4．零中频接收机对于I/Q不平衡度很敏感，用离散器件实现的I/Q调制器很难保证良好的I/Q平衡度。

应用：

没有直流成分的非相干解调方案中(NC-FSK)。

近零中频接收机：

优点：

1．近零中频接收机把射频信号下变频到接近于直流的低频信号，这样就避免了直流成分对信号的影响。

2．近零中频接收机相对于零中频接收机比较容易实现载波恢复。

3．近零中频接收机还具有零中频接收机的集成度高体积小的优点。

缺点：

1．近零中频接收机还是I/Q不平衡度很敏感。

2．近零中频接收机像超外差接收机一样需要考虑镜像频率的抑制的问题。

应用：

频谱在直流附近的线性调制方案(GMSK)。

附录：

发射机的分类和比较：

发射机完成IQ调制、上变频和功率放大的功能，主要分为两种，一种是直接变频发射机，另一种是两次间接变频发射机。这两种发射机的结构可以参考附图。

直接变频发射机载波频率和本振频率相同。

首先，正交上变频器不能完全抑制本振信号，也就是“本振泄漏”。这种残余在发射频谱上的本振信号对于其他接收机就是干扰信号。

由于功率放大器和本振电路之间的屏蔽效果有限，功放的大信号会破坏本振信号的

频谱。

要解决以上两个问题，两次间接变频发射机就得到了应用，结构参考附图。