零中频解调器与非零中频解调器的比较

《零中频解调器与非零中频解调器的比较》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、零中频解调器与非中频解调器的比较零中频解调器与非零中频解调器的比较张乃通摘要本文概述了零中频解调器与非零中频解调器的比较，阐述了零中频解调器的优点、需要解决的问题以及设想。关键词零中频非零中频解调器接收机随着数字无线电技术的发展，大规模集成的要求越来越高。接收机的集成碰到了高频滤波器的问题，所以提出了零中频的接收机方案。下面对零中频接收机与超外差式接收机作一比较，归纳了零中频接收机的优点和需要解决的问题。1非零中频解调器所遇到的问题非零中频接收机又称超外差式接收机(HeterodyneReceiver

2、)，一般要几次下变频的中频(如图1，只变换了一次下变频的原理)，在中频完成解调。在这种接收机的设计中存在以下几个主要问题：图1非零中频解调的基本原理1．1镜像频率的抑制哈尔滨工业大学航天学院原院长、工程院院士2零中频解调器与非中频解调器的比较下变频过程中会产生有关位于fc一2fi的镜像频率，在混频之前必须把它抑制掉。这要采用高频滤波器实现。只有当中频很高，镜像与载波相隔很远时才能实现。但这时，却不能把临频道干扰有效地抑制掉。即临频道干扰的抑制和镜频抑制互为矛盾。即使镜频与载波相隔很近(例如：fc／fi

3、=i0)，对高频滤波器的要求也很高，一般要有很高的Q值(接近50)，而且阶数也很高(6阶才可以达到60-70dB的镜频抑制度)。1．2镜频的抑制镜频的抑制可以用I／Q正交结构实现，但是要求I／Q幅度一致，相位正交，例如5％的幅度不平衡和3度的相位不正交时，镜频抑制度约在26dB，要达到60dB的镜频抑制度，相位不正交性要小于0．3度，一般集成电路很难实现。，1．3集成度低混频器之后的临频道干扰抑制滤波器也要很高的Q值和阶数，这样的镜频抑制和临频道抑制滤波器难以集成。一般要用分离元件构成。造成体积大，费

4、用较高。1．4阻抗匹配困难由于镜频滤波器难以集成，低噪声放大器后面要跟一个50Q的负载，这又要在噪声与线性度之间进行权衡。2零中频解调的优点零中频(Zero—IF)解调又称为直接下变频(Direct—Conversion)解调，(如图2所示)，方法是将信号从载波直接变频到基带。这时中频为零，镜频和信号自身重叠在一起，此时要采用I／Q正交结构来抑制镜频。图2零中频解调的基本原理零中频解调的主要优点是：·临频道抑制不须要高Q的滤波器，低通滤波器可以用模拟集成电路实现；零中频解调器与非中频解调器的比较3·低

5、噪声放大器后不须要50Q的负载；·I／Q支路可以直接A／D，用DSP实现解调器；·硬件消耗少，集成度高。3须要解决的问题零中频方案仍有一些问题须要解决，因而应用还不是很成熟。3．1提高集成度零中频虽然可以用DSP实现来提高集成度，但是性能比用分离元件的方案要差。3．2采用新结构镜频抑制度对I／Q支路的精度还很敏感。一般只能达到40dB的镜频抑制度。另外对于MPSK调制信号的幅度不平衡和相位不正交对误码率影响也较大，克服I／Q不正交可以采用一些新的结构，例如正交下变频。3．3消除支流偏置直流偏置(DCO

6、ffset)。由于射频和本振之间的漏载导致混频器之后产生支流偏置。这种现象称为泄漏偏置，泄漏偏置严重可使后面的器件饱和，降低了接收机的灵敏度。支流偏置现象是限制零中频解调应用的主要问题。必须采用一些措施来消除支流偏置。例如交流耦合，(即用一个高通滤波器)，隔直消除等，但是都不是很有效。3．4避免偶阶互调偶阶互调(Even—OrderDistortion)。一般接收机容易受到奇阶交调的影响，而对于零中频解调器偶阶互调也很突出。由于低噪声放大器的非线性，两个干扰频率的差拍信号为低频信号，会对信号产生干扰。

7、另外由于信号在发射端，信道和滤波器处会产生一定的调制现象，寄生调幅通过非线性的二阶互调也为低频信号，会对所要的信号造成干扰。除了低噪声放大器混频器也会产生类似的现象，二阶互调一般使用微分低噪声放大器和混频器结构来避免。3．5降低散弹噪声散弹噪声。一般低噪放和混频器有30dB的增益，放大后的信号一般为几毫伏。后面电路的噪声很严重。尤其是信号已经在零频附近，1／f噪声仍很严重。I／Q本振频率到天线的隔离度比多级变频的情况要差，杂散辐射要严重。会对射频波段的其它接收造成影响。兰墨±堡塑墨韭±塑堡塑量些篁4零

8、中频解调的几点考虑·零中频解调是现在研究比较多的一种方案，主要的原因是由于上面提的零中频解调的优点。但是由于这种方案本身固有的问题，限制了这种方案的使用，因而要应用这种方案主要考虑如何克服上面提到的缺点。·零中频解调一般对于恒包络调制方式(如FSK，GMSK)比较有效，但是对非线性调制方式(如QPSK，／4一DQPSK)还须要特殊考虑，例如在克服直流偏压问题时，一般对FSK有效的交流耦合不能应用于QPSK方式。·通过计算机仿真权衡各部分部件的参数对接收栅