接收机结构
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必须反复考虑系统的具体结构和电路形式，仔细选择中频频率。
?原理框图
RF
2.3 零中频结构
I Baseband LPF
Baseband I ADC
RF BPF
LNA
90?
Q Baseband LPF
Baseband Q ADC
LO
零中频结构又称直接变换接收机结构。 来自天线的RF信号，经RF带通滤波器选择出有用信号 后送入LNA放大，然后送入正交混频器，与可调频率的
2.3 零中频结构
2、偶次谐波失真：
假设任意两个强信号f1,f2，若它们的频率非常接近，LNA 的偶次畸变会产生一个低频分量|f1-f2|。若混频器的RF和LO 端的隔离度不理想，则该低频分量直接通过混频器，落在 信号频段或相邻的信道上，恶化信号失真比，加重了后续 滤波电路的负担。故在零中频接收机中必须研究用二阶截 点来表征的二阶非线性。
不足：
1、混频器的存在，组合干扰频率较多 2、由镜像频率信号所引起的镜像干扰很大 3、为了提高接收机的选择性，使用多个高 Q值的带通滤波器，不便集成， 使用的模拟器件较多，电路结构复杂，系统稳定性差 4、较多的窄带滤波器，引入的幅度和相位畸变很大，影响后处理的质量 5、滤波器的中心频率和带宽通常是固定的，灵活性差
Mixer output with DC offset
LO
1)泄漏的本振信号从天线回到射频放大器，在混频器的射频 中与本振信号差拍为直流。
2)部分从天线而来的强干扰信号泄漏到混频器的本振端口， 与混频器射频端的同样的强干扰信号混频为直流。
这些直流分量叠加在基带信号之上，而且其电平往往较大， 甚至大到使后级的低频放大器饱和，无法放大信号。
f
I&O Channel
?特点：
1、中频为零，就不存在镜频干扰。 2、射频链路中只包含高频低噪声放大器和混频器，增益不高，易于满足 线性动态范围的要求。 3、接收通路中，混频之后可以用模拟低通滤波器或数字滤波器来实现， 易于集成。可利用可编程的低通滤波器来兼容多种通信标准，适应性好。 4、信号的放大、处理主要在基带进行，对ADC的要求不高，容易实现， 降低了设备的复杂度
实际对本振信号移相，产生两路正交本振信号。 问题是实际中的移相器和I、Q支路并不是理想的，总会有 幅度和相位误差，被称为 I/Q不平衡，从而产生 I、Q通道间 的交调 (crosstalk)，引起成对回波，恶化了信噪比和最佳探 测条件。
4、闪烁噪声： 主要增益放在基带级，因此输入的相关噪
RF toΒιβλιοθήκη BaiduIF
IF to Baseband
I Baseband LPF
Baseband I ADC
RF BPF
LNA
IMG REJ
IF BPF
AGC
90?
Q Baseband LPF
Baseband Q ADC
RF LO
IF LO
1、RF信号经带通滤波器滤除带外干扰 2、低噪声放大器LNA放大，以减少后级电路噪声的影响。 3、LNA的输出经镜频抑制滤波器滤除镜频信号(镜频抑制) 4、送入混频器输入端与频率可调谐的本振信号混频，变频到固定中频 5、中频信号经过高Q值的选择滤波器、放大器处理后送入第二级变频器，与 固定频率的两路正交本振信号混频，产生同相和正交两路信号输出，再经低 通滤波后得到两路基带 6、在基带内完成低通滤波、相位补偿、均衡、数字化等处理工作。 其中变频级多采用一次变频或二次变频方案。(混频器与变频器得区别？)
而一般RF接收机仅仅对奇次谐波互调比较敏感。因为在放 大器中，只有奇次互调才可能产生与输入信号频率相同或 相近的杂散分量。
2.3 零中频结构
3、I/Q通道不平衡
I/Q通道的必要性：实际中被调制信号用同相分量 I和正交分 量Q表述。
在零中频结构中，要实现正交下变频，就需要对 RF信号 或本振信号移相90o。
2.1 接收机结构
接收机基本上是由放大器、滤波器、混频器等部件将模拟 输入信号放大、滤波并进行若干次频率搬移或变换，再通过 ADC采样，送计算机或DSP作进一步处理。
根据ADC采样处的信号频率、接收机的变频次数等因素将 接收机结构划分为：
基带采样： 包括超外差结构、直接下变频(零中频)结构、
镜像频率抑制结构、低中频结构等。
2.3 零中频结构
?问题：零中频结构存在着许多在超外差接收机结构中没 有的或不甚严重的问题，如直流偏移、偶次谐波失失真、 I/Q通道不平衡、闪烁噪声等问题
1、直流偏移： 是零中频特有的一种干扰，由自混频引起
Antenna
Self-mixing of interferer
LNA LO Self-mixing
2.2 超外差结构接收机
?系统中各信号的频谱关系如下图
S( f )
RF&IMG REJ Filter
Down conversion, 1st mixer Down conversion, 2nd mixer
IMG Band
LO1 RF Band
f
IF Filter
Channel selection
中频采样： 窄带中频和宽带中频带通采样 射频直接采样： 全宽开低通采样、射频直接带通采样。
此外根据ADC采样频率和信号带宽的关系又分为：
带通采样： 采样频率取 fs ? 2( fL ? fH ) /(2n ? 1) 低通采样： 大于Nyquist采样率进行采样
2.2 超外差结构接收机
?原理框图
RF Stage RF
IF
f
Baseband filter
LO2=IF
f
Baseband filtering and ADC
f
I&O Channel
2.2 超外差结构接收机
?超外差结构接收机特点
优点：
1、靠中频滤波器来选择信道，信道的选择性指标做得很高 2、系统总增益分配到高频、中频及基带三个频段上，高增益放大容易 3、在较低的固定中频上解调或A/D变换比较容易 4、灵敏度和选择性之间的矛盾容易缓解
两路本振信号混频，直接产生正交、同相两路信号输出， 并分别经低通滤波后送到ADC。
2.3 零中频结构
?系统中各信号的频谱关系如图
RF Filter
LO
Down conversion, one step mixer Baseband filter
IF Filter
RF Band
f
Baseband filtering and ADC
?原理框图
RF
2.3 零中频结构
I Baseband LPF
Baseband I ADC
RF BPF
LNA
90?
Q Baseband LPF
Baseband Q ADC
LO
零中频结构又称直接变换接收机结构。 来自天线的RF信号，经RF带通滤波器选择出有用信号 后送入LNA放大，然后送入正交混频器，与可调频率的
2.3 零中频结构
2、偶次谐波失真：
假设任意两个强信号f1,f2，若它们的频率非常接近，LNA 的偶次畸变会产生一个低频分量|f1-f2|。若混频器的RF和LO 端的隔离度不理想，则该低频分量直接通过混频器，落在 信号频段或相邻的信道上，恶化信号失真比，加重了后续 滤波电路的负担。故在零中频接收机中必须研究用二阶截 点来表征的二阶非线性。
不足：
1、混频器的存在，组合干扰频率较多 2、由镜像频率信号所引起的镜像干扰很大 3、为了提高接收机的选择性，使用多个高 Q值的带通滤波器，不便集成， 使用的模拟器件较多，电路结构复杂，系统稳定性差 4、较多的窄带滤波器，引入的幅度和相位畸变很大，影响后处理的质量 5、滤波器的中心频率和带宽通常是固定的，灵活性差
Mixer output with DC offset
LO
1)泄漏的本振信号从天线回到射频放大器，在混频器的射频 中与本振信号差拍为直流。
2)部分从天线而来的强干扰信号泄漏到混频器的本振端口， 与混频器射频端的同样的强干扰信号混频为直流。
这些直流分量叠加在基带信号之上，而且其电平往往较大， 甚至大到使后级的低频放大器饱和，无法放大信号。
f
I&O Channel
?特点：
1、中频为零，就不存在镜频干扰。 2、射频链路中只包含高频低噪声放大器和混频器，增益不高，易于满足 线性动态范围的要求。 3、接收通路中，混频之后可以用模拟低通滤波器或数字滤波器来实现， 易于集成。可利用可编程的低通滤波器来兼容多种通信标准，适应性好。 4、信号的放大、处理主要在基带进行，对ADC的要求不高，容易实现， 降低了设备的复杂度
实际对本振信号移相，产生两路正交本振信号。 问题是实际中的移相器和I、Q支路并不是理想的，总会有 幅度和相位误差，被称为 I/Q不平衡，从而产生 I、Q通道间 的交调 (crosstalk)，引起成对回波，恶化了信噪比和最佳探 测条件。
4、闪烁噪声： 主要增益放在基带级，因此输入的相关噪
RF toΒιβλιοθήκη BaiduIF
IF to Baseband
I Baseband LPF
Baseband I ADC
RF BPF
LNA
IMG REJ
IF BPF
AGC
90?
Q Baseband LPF
Baseband Q ADC
RF LO
IF LO
1、RF信号经带通滤波器滤除带外干扰 2、低噪声放大器LNA放大，以减少后级电路噪声的影响。 3、LNA的输出经镜频抑制滤波器滤除镜频信号(镜频抑制) 4、送入混频器输入端与频率可调谐的本振信号混频，变频到固定中频 5、中频信号经过高Q值的选择滤波器、放大器处理后送入第二级变频器，与 固定频率的两路正交本振信号混频，产生同相和正交两路信号输出，再经低 通滤波后得到两路基带 6、在基带内完成低通滤波、相位补偿、均衡、数字化等处理工作。 其中变频级多采用一次变频或二次变频方案。(混频器与变频器得区别？)
而一般RF接收机仅仅对奇次谐波互调比较敏感。因为在放 大器中，只有奇次互调才可能产生与输入信号频率相同或 相近的杂散分量。
2.3 零中频结构
3、I/Q通道不平衡
I/Q通道的必要性：实际中被调制信号用同相分量 I和正交分 量Q表述。
在零中频结构中，要实现正交下变频，就需要对 RF信号 或本振信号移相90o。
2.1 接收机结构
接收机基本上是由放大器、滤波器、混频器等部件将模拟 输入信号放大、滤波并进行若干次频率搬移或变换，再通过 ADC采样，送计算机或DSP作进一步处理。
根据ADC采样处的信号频率、接收机的变频次数等因素将 接收机结构划分为：
基带采样： 包括超外差结构、直接下变频(零中频)结构、
镜像频率抑制结构、低中频结构等。
2.3 零中频结构
?问题：零中频结构存在着许多在超外差接收机结构中没 有的或不甚严重的问题，如直流偏移、偶次谐波失失真、 I/Q通道不平衡、闪烁噪声等问题
1、直流偏移： 是零中频特有的一种干扰，由自混频引起
Antenna
Self-mixing of interferer
LNA LO Self-mixing
2.2 超外差结构接收机
?系统中各信号的频谱关系如下图
S( f )
RF&IMG REJ Filter
Down conversion, 1st mixer Down conversion, 2nd mixer
IMG Band
LO1 RF Band
f
IF Filter
Channel selection
中频采样： 窄带中频和宽带中频带通采样 射频直接采样： 全宽开低通采样、射频直接带通采样。
此外根据ADC采样频率和信号带宽的关系又分为：
带通采样： 采样频率取 fs ? 2( fL ? fH ) /(2n ? 1) 低通采样： 大于Nyquist采样率进行采样
2.2 超外差结构接收机
?原理框图
RF Stage RF
IF
f
Baseband filter
LO2=IF
f
Baseband filtering and ADC
f
I&O Channel
2.2 超外差结构接收机
?超外差结构接收机特点
优点：
1、靠中频滤波器来选择信道，信道的选择性指标做得很高 2、系统总增益分配到高频、中频及基带三个频段上，高增益放大容易 3、在较低的固定中频上解调或A/D变换比较容易 4、灵敏度和选择性之间的矛盾容易缓解
两路本振信号混频，直接产生正交、同相两路信号输出， 并分别经低通滤波后送到ADC。
2.3 零中频结构
?系统中各信号的频谱关系如图
RF Filter
LO
Down conversion, one step mixer Baseband filter
IF Filter
RF Band
f
Baseband filtering and ADC