WCDMA之零中频接收机原理剖析大全
WCDMA
相较于2G时代的GSM技术，WCDMA在Data Rate与信道容量，都大大提升[1]，采用了几个不同于GSM的技术。一个是CDMA技术，也就是分码多任务，用简单的比喻来比较TDMA, FDMA, CDMA的不同[2] :
在会议室内，若要保持通话时不被干扰，一种分别是选择不同时间通话(TDMA)
一种是同时间通话，但分别在不同的隔间(FDMA)
还有一种是同时间又同隔间通话，但讲不同语言(CDMA)
这三种技术，分别在时域跟频域的比较 :
由上图可知，CDMA 不分时也不分频，但因为分码，采正交码技术，不同码之间完全没有相关，因此大大提高了安全性。
C
另外则是展频技术，
将讯号的带宽拓宽，使其带以拓宽，与前述的正交码有送数据没有关系，故的传送数据，因此使得讯号得知，带宽拓宽后，其信道
由上式可知，信道容量也跟个位的SNR ，b E 即每个位的式 :
便可算出系统的SNR ，
使其带宽远大于未作展频调变之原始数据带宽交码有关。由于Tx 端会采用一组正交码，且该Rx 端也需使用该组正交码，才能解开展频，得讯号不易被干扰与撷取[3]，同时也由Shanno 其信道容量也提升了，连带提高了Data Rate[4]
量也跟SNR 有关，但在CDMA 中，会先以
E
N
个位的能量，而0N 即噪声的功率频谱密度，
其中b f 是Data Rate ，因此若提升0
b
E N ，
则可提升
另外，由于原始数据的Chip Rate ，会在展频后大大提升，使得讯号会额外获得增益，进而再提高SNR ，该增益称为处理增益，Processing Gain ，P G
()10log(
)C
P R G dB R
=
R 是原始资料的Chip Rate ，C R 是展频后的Chip Rate ，由[5]可知，R 与C R 分别为12.2Kbps 与3.84Mcps ，带入上式，
而得知0
b
E N 与P G 后，便可算出JM (Jamming Margin) :
()10log()10log(
b
P E JM dB G N =?
当然JM 值越大，则表示抗干扰能力越好[3]。
而虽然WCDMA 的Chip Rate 为3.84Mcps ，在频谱上占用3.84MHz 的带宽， 但为了防止相邻频道的干扰，因此上下两端再加入保护频率，所以一个Channel 共占用5MHz 的带宽[6] :
至于调变方面，WCDMA 在Downlink ，是采用QPSK 技术，PSK （正交相移键控）是一种调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，275°。QPSK 每次调变可传输2个数据位，这些位是通过载波的四种相位来传递的。解调器会根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的数据位[4]。
至于Pulse shaping 方面，shaping ，先简单介绍一下
在无线传输过程中，ISI (In 假设有组101101的讯号序
尚未传送时，每个Symbol 受到外界干扰，导致Symbo 该现象即ISI ，如下图 :
，则是采用RRC (Root -Raised-Cosine)技术[5]一下ISI 。 SI (Inter Symbol Interference)是很难避免的讯号讯号序列，以无线方式传送出去， mbol 都在各自归属的Time slot 内，然而在传送ymbol 的能量会泄漏到其他的Time slot ，影响其
虚线为传送讯号，绿色为接收讯号，做一番比较，如下图:
可以发现讯号明显失真很多[7]。
引起ISI的原因有许多，其中原因之一，便是来自Group Delay。由前面可知，传送的讯号，并非真正的方波，原因是真正的方波难以实现，而且会占用过多带宽，因此只好以不影响准位判读，且不会占用太多带宽的梯型来传递讯号。而由Fourier Transform可知，任何波型都是由众多正弦波组合而成，梯型波形也是，因此当一个梯型波形的众多正弦波，在传递过程中没有同步，该现象即Group Delay，
举个简单的譬喻，就好比众多短跑选手，抵达终点的时间纷纷不同，如果都同时抵达，那便是无Group Delay了。
然而上图是Group Delay的时域，若转成频域，
可以发现Group delay也会有频率响应，某些频率点的Group delay特别严重。
而当Group Delay过大时，便会引起ISI。另外在时域图中，蓝色如天桥状的，
便是Band Pass Filter，频域图即带宽1GHz的BPF的Group Delay频率响应，因此虽然SAW Filter可以滤除噪声，但也可能会造成Group Delay，进而导致ISI[7-8]。
为了消除ISI，因此在接收端解调前，引入Pulse Shaping的技术，主要功能就是将多余的讯号滤除，留下所需之讯号，方便后续的解调等工作[9]，而WCDMA
采用的，便是RRC的滤波器。
上图是RRC的时域图，是一个低通滤波器，知名美商Broadcom的商标，即RRC。
而RRC 在时域上的波形，会决定其频域上所占带宽大小，可用下式做说明 :
0(1)W W α=+ 01α≤≤
W 称之为Nyquist 带宽，而0W 为实际上所占用带宽，α则是Roll-off Factor ，其
值大小会决定所占带宽大小，α越小越好，最理想情况是0，即0W 等同于W ，最坏情况是1，即0W 为2倍W ，下图是不同α的时域波形 :
对应到频域 :
而WCDMA 的α为0.22[15]。
统整前述内容，其WCDMA的特性如下:
DCR ( Direct Conversion Receiver )
又称Homodyne Receiver，或ZIF (Zero IF) Receiver。在1932年，法国贝里塞斯(de Bellescize)改善LO的频率稳定度，大幅改良了DCR接收质量。他比较LO讯号和RF讯号的频率差，修正LO讯号的频率，让LO讯号锁定RF频率。这个电路是当今锁相回路的起源。因此，为了解决超外差接收机需要较多组件，导致成本与空间增加的缺点，直接的想法就是将RF讯号降至基频，此称为直接降频接收机，利用高Q值的低通滤波器当通道滤波器，下图即DCR的方块图:
然而DCR架构的Sensitivity与Selectivity，却不如超外差架构[13]，除此之外，还有其它缺点，像是Self-mixing，even-order nonlinearity……等，下面章节将逐一介绍。
Self Mixing
理论上LO端要与LNA以及Mixer有着无限大的隔离度(Isolation)，但实际上不可能。下式为降频混波公式:
DCR的RX架构，由于RF信号频率与LO信号频率相同[13,26]，因此最后降频待解调的讯号，为直流讯号，会座落在频域上频率点为零之处。
而若LO与LNA以及Mixer的隔离度不够大，会产生LO Leakage，即LO会泄漏至LNA与Mixer的输入端，导致LO与LO混波，称之为Self Mixing，或是由天线辐射出去，对其他接收机造成In-band Blocking Interference[6,10]。
而Self Mixing，会产生直流的噪声，同样也座落在频域上频率点为零之处，因此会干扰待解调的讯号，该现象称之为DC Offset，即整体信号波形位准于示波器上显示时，并不在零轴上，该效应会导致后端阶层之电路饱和，导致RX整体性能劣化。
DC Offset。
而Tx Leakage，也会产生Self Mixing，导致DC Offset[25-26]。
Even Order Nonlinearity
Mixer跟LNA的2阶非线性效应，也会造成讯号失真，若LNA线性度不够，则会有IMD2，座落在直流附近，最后再经过Mixer，
另外，因为Mixer处理的讯号，是经过LNA放大后的讯号，因此其P1dB必须比LNA更大，否则即便LNA的线性度够，但若Mixer的线性度不够，一样会有该现象[28]。
其IMD2的带宽，是讯号的两倍:
因此便会干扰已降频为直流的讯号，导致解调失败[6,26]
上述讨论的皆是两个Tone 输出函数简化至二次项[6]
由上式可知，即便没有效应，产生DC Offset ，因此多，故LNA 与Mixer
的分析，但如果将输入讯号设为一个
IMD ，输入讯号只有单一频率，一样因此，由于相较于超外差接收器，DCR 的滤的线性，便显得很重要[16]。
，且将输出
会因2阶的非线性的滤波
I/Q Mismatch
由[11]可知，若IQ讯号振幅不相等，则称为IQ Amplitude imbalance。若IQ讯号相位差不为90度，则称为IQ phase imbalance，而多半会将这两种现象，统称为IQ imbalance，或IQ Mismatch。
前述说过，DCR的RX架构，LO信号频率会与RF信号频率相同，而高频的LO，欲产生90度正交的相位差，本就实属不易[6]，因此容易有IQ Mismatch[22]。
外加LNA 对零中频接收机性能之影响
Introduction
在手机射频中， 最常额外添加 LNA 的 RF 应用， 应该莫过于讯号极为微弱的 GPS， 如下图[18] :
然而随着手机射频越来越复杂， 其他 RF 应用， 也开始出现额外添加 LNA 的需求， 如下图[9]。故本文件将探讨外加 LNA，对于接收机性能的影响。
1
Noise Figure
所谓灵敏度， 指的是在 SNR 能接受的情况下， 其接收机能接收到的最小讯号[17]， 其公式如下 :
然而对于手机射频工程师而言，能着手改善灵敏度的，只有 Noise Figure 一项。 Noise Figure 的定义如下[17] :
理想上 SNR 当然是越大越好， 最好是无限大(表示都没有噪声)， 但实际上不可能 没有噪声，因此所谓 Noise Figure，衡量的是当一个讯号进入一个系统时，其输 出讯号的 SNR 下降多寡，亦即其噪声对系统的危害程度，示意图如下[17] :
假设信号经过一组件， 其 SNR 下降 1 dB， 那么我们可以说， 该组件的 Noise Figure 为 1 dB。
2
而由下图可知，Noise Figure 最小为零，亦即输出信号的 SNR 完全不变。同时也 由下图可知，信号经过任何组件，不管是有源还是无源，其 SNR 都只会变小， 再怎样都不会变大，所以 Noise Factor 最小是 1[14]。
因此，若信号经过越多组件，则 SNR 会下降越多[3]。
而不论是有源还是无源组件，其 Noise Figure 主要是来自其 Insertion Loss。
3
零中频收发机的发展现状
零中频趋势 小型化大势所趋，零中频崭露头角 二十世纪七、八十年代，微电子和通信技术出现了革命性的发展，集成电路和个人数字 通信系统开始改变人们的生活方式。1974年Motorola推出了第一个现代意义上的寻呼机(Pager)，此后寻呼系统的发展一度风靡全球。寻呼机、手机这类个人通信装置由于随身携带，所以必须做到体积小、重量轻，并且非常省电。为了达到这些目的，设计者们绞尽了脑汁。大家的共识是尽量利用集成电路技术，将电路元件做在芯片内部，也就是提高电路的集 成度。 但是对于超外差接收机来说，至少有两个元件是到目前为止无法集成到芯片上去的，这就是它的镜频抑制滤波器和信道选择滤波器。不仅如此，为了提高选择性，信道选择还可能 用到一些较为昂贵的器件如声表面波(SAW)滤波器。这时，又有人想到了零中频接收机。我们已经知道，零中频接收机⑴不存在镜频问题；⑵只要用低通滤波器来选择信道，而低通 滤波器的集成技术已经很成熟，即使集成有困难，也可以用廉价的电容和电感来实现。凭这两点，可以只用极少的片外元件而达到极高的集成度。 1980年，第一个实用的零中频寻呼机终于诞生，这也是第一个小型化的个人数字通信接收机。其工作原理如图2所示。接收到的高频信号经过一对正交混频器(Quadrature Mixer) 变频后产生两个正交的零中频信号I和Q，这两个信号随后被低通滤波和限幅放大。由于使用简单的二进制FSK调制，最后的解调过程甚至可以用一个D触发器来完成。在大量改进 的基础上，Philips在其UAA2080系列寻呼机中成功地应用了零中频结构。32引脚的芯片 中包含了低噪声放大器、正交混频器、信道选择滤波器、限幅放大器、FSK解调器以及本 振及带隙参考源等电路模块，接收机灵敏度等指标与超外差式相比并不逊色，而片外元件总 数不到40个，其中绝大多数是电容电阻。要知道，即便是数字电路芯片也需要一定数量的外围元件。 理想与现实之间，要直接不太容易 不知不觉，寻呼业的热潮开始消退，但零中频结构却魅力凸显，面对个人移动通信的汹 涌浪潮，人们开始尝试将它用到手机中，但是这次奇迹并没有再现。大量的研究和实践为我 们揭示了症结所在。 直流漂移(DC Offset) 零中频结构最根本的问题在于信号一开始就被搬移到直流频段，这虽然是设计者所希望 的，因为可以节省很多价格不菲的元件，但不幸的是这一频段很不干净”因此信号还没来 得及获得足够的增益就被很强的低频干扰和噪声污染”了。一个最广为人知的问题是本振信 号的泄漏所引起的直流漂移。由于在电路中总是存在一些寄生的元件，信号与信号之间不可 能做到完全隔离，总有一部分信号会发生泄漏。在一个实际的无线接收机中，本振信号可以 漏到混频器的射频信号输入端，进而通过隔离度有限的低噪声放大器到达接收天线。在这条通路上，一部分泄漏的信号会被反射回来而与接收的有用信号混杂在一起，并重新回到混频 器的输入端，再经过频谱搬移出现在直流频段。这种泄漏后的本振信号与本振信号自身相混 频的现象被称为自混频”我们看到，由于零中频接收机的输入信号频率与本振信号频率相
射频接收系统的设计与仿真
1 前言 (2) 2 工程概况 (2) 3 正文 (2) 3.1零中频接收系统结构性能和特点 (3) 3.2基于ADS2009对零中频接收系统设计与仿真 (3) 3.3超外差接收系统结构性能和特点 (12) 3.4基于ADS2009对超外差接收系统设计与仿真 (13) 4 有关说明 (16) 5 心得体会 (18) 6 致谢 (18) 7 参考文献 (19)
射频是一种频谱介于75kHz-3000GHz之间的电波，当频谱范围介于20Hz-20kHz之间时，这种低频信号难以直接用天线发射，而是要利用无线电技术先经过转换，调制达到一定的高频范围，才可以借助无线电电波传播。射频技术实质是一种借助电磁波来传播信号的无线电技术。 无线电技术应用最早从18世纪下半段开始，随着应用领域的扩大，世界已经对频谱进行了多次分段波传播。当前，被广泛采用的频谱分段方式是由电气和电子工程师学会所规定的。随着科学技术的不断发展，射频所含频率也不断提高。到目前为止，经过两个多世纪的发展，射频技术也已经在众多领域的到应用。特别是高频电路的应用。其中在通信领域，射频识别是进步最快的重要方面。 工程概况 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，对超外差结构和零中频结构进行设计与仿真。 正文 下面设计一个接收机系统，使用行为级的功能模块实现收信机的系统级仿真。
发射机
编号： 高频电路设计与制作实训实训(论文)说明书 题目：调频发射机 院（系）：信息与通信学院 专业：电子信息工程 学生姓名： 学号： 09011301 指导教师：胡机秀班立新 2011年1 月04日
摘要 在无线电通讯和广播中，需要传送由语言、音乐、文字、图像等转换成的电信号。由于这些信号频率比较低，根据电磁理论，低频信号不能直接以电磁波的形式有效地从天线上发射出去。因此，在发送端须采用调制的方式，将低频信号加到高频信号之上，然后将这种带有低频信号的高频信号发射出去，在接收端则把带有这种低频信号的高频信号接收下来，经过频率变换和相应的解调方式"检出"原来的低频信号，从而达到通讯和广播的目的。 本次实训为无线调频发射机的制作，主要是对调频发射机工作原理的分析及其安装调试。发射机相当于一个迷你电台，通过发射机机可以把声音转换成无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可接到发射机发射的信号，通过扬声器转换出声音。 关键字：信号；调频；发射机
Abstract With the development of technology and people's living standards, the wireless transmit- terin life is widely used, the most common are radio stations, radio and so on. People through the wireless transmitter can transmit the information to be spread out, the recipient can receive information through the receiver. The training for the wireless FM transmitter. FM transmitter is now in rapid evolving, in many areas has been very widely used, it can be used for lectures, teaching, toys, securityand other areas. The FM transmitter is the main working principle of the analysis andinstallation. Equivalent to a mini radio transmitter by transmitter unit can be converted into a radio signal transmitting sound out the signal frequency is adjustable, by ordinary radioreceiver, as long as the frequency can be received when the transmitter transmitting the signal through the speaker conversion of sound. Keywords: Radio ；FM； transmitter
零中频接收机设计
零中频接收机设计 2013年09月24日13:09eechina 分享 关键词：零中频,接收机 作者在：冷爱国，TI公司China Telecom system 摘要 相较传统的超外差接收机，零中频接收机具有体积小，功耗和成本低，以及易于集成化的特点，正受到越来越广泛关注，本文结合德州仪器（TI）的零中频接收方案（TRF3711），详细分析介绍了零中频接收机的技术挑战以及解决方案。 概述 零中频接收机在几十年前被提出来，工程中经历多次的应用实践，但是多以失败告终，近年来，随着通信系统要求成本更低，功耗更低，面积更小，集成度更高，带宽更大，零中方案能够很好的解决如上问题而被再次提起。 本文将详细介绍零中频接收机的问题以及设计解决方案，结合TI的零中频方案TRF3711测试结果证明，零中频方案在宽带系统的基站中是可以实现的。 1、超外差接收机 1.1超外差接收机问题 为了更好理解零中频接收的优势，本节将简单总结超外差接收机的一些设计困难和缺点。 图一是简单超外差接收机的架构，RF信号经过LNA(低噪声放大器)进入混频器，和本振信号混频产生中频信号输出，镜像抑制滤波器滤出混频的镜像信号，中频滤波器滤除带外干扰信号，起到信道选择
的作用，图中标示了频谱的搬移过程及每一部分的功能。 在超外差接收机种最重要的问题是怎样在镜像抑制滤波器和信号选择滤波器的设计上得到平衡，如图一所示，对滤波器而言，当其品质因子和插损确定，中频越高，其对镜像信号的抑制就越好，而对干扰信号的抑制就比较差，相反，如果中频越低，其对镜像信号的抑制就变差，而对干扰信号的抑制就非常理想，由于这个原因，超外差接收机对镜像滤波器和信道滤波器的选择传输函数有非常高的要求，通常会选用声表滤波器(SAW)，或者是采用高阶LC滤波器，这些都不利于系统的集成化，同时成本也非常高。 在超外差接收机中，由于镜像抑制滤波器是外置的，LNA必须驱动50R负载,这样还会导致面积和放大器噪声，增益，线性度，功耗的平衡性问题。 镜像滤波器和选择滤波器的平衡设计也可采用镜像抑制架构，如图二所示的Hartley（1）和Weaver （2）拓扑架构，在A点和B点的输出是相同极性的有用信号和极性相反的镜像信号，这样通过后面的加法器，镜像信号就可以被抵消掉，从而达到简化镜像滤波器的设计，但是这种架构由于相位和幅度不平衡，其镜像信号没有办法完全抑制，如证明(6),镜像抑制比I IR。 E指相对的电压幅度差，指相位差，如果E和Θ足够小，式（1）可以简化为(2)。 这里Θ是弧度，如果E=5%，Θ=5度，IIR约为26dB,如果要达到60dB的IIR,需要Θ低于0.1度，这是非常难以实现的，通常这种架构可以做到30-40dB的镜像抑制（7）,所以，即使采用这种架构，镜像抑制滤波器和信道选择仍然需要仔细设计。
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中波全固态数字调制发射机基本原理 和常见故障分析与日常维护保养 DAM中波全固态数字调制发射机是一种运用数字技术进行调幅广播的全新的中波发射机。整机大量使用了微功耗数字集成电路，实现了整机的晶体管化，缩小了发射机的体积，极大降低了发射机的日常运行成本，提高了经济效益。由于DAM发射机有完备的各种控制、检测、保护电路，大大提高了发射机日常工作的稳定性和可靠性，为安全播出奠定了物质基础。它在系统中采用了音频数字调制技术，使发射机有极好的动态响应，各项电声技术指标远优于其他各类模拟调制的广播发射机。 一、DAM发射机的基本原理DAM发射机的基本理论是利用信号的包络消除和再恢复的原理。将音频信号先进行带宽处理，避免产生混叠现象，然后利用抽样定理的原理对音频信号进行时间和幅度上的离散化。在DAM 发射机中抽样频率一般是发射机的工作频率1-3分频得到，利用12位的二进制数进行量化，量化后得到12位的二进制的数，再进行调制编码，利用编码后的二进制脉冲串去控制功率放大模块的导通数量，在编码好的脉冲信号作用下进行大功率D/A 转换，利用功率合成技术得到具有量化台阶的已调波，经过带通滤波器的光滑处理，得到典型的调幅射频输出。 TSD-10 发射机的基本组成：1、射频功率系统。2、数字
音频系统。3、监测控制系统。4、电源供电系统。5、计算机远程控制系统。 二、故障的分析 1、故障现象：面板上的中放二极管发红光 故障分析：根据面板显示中放二极管发红光，检查监测显示 板A32的检测电路，电路图如上，根据电路图，检查逻辑与门D54:D 的输入端的电压13脚为高电平，检查运算放大集成电路N44:A的6脚电压，无电压，根据图可知，6脚的电压是由驱动合成母板A14中的T6取样变压器采样得到的，检查驱动合成母板上的峰值检波二极管VD5稳压二极管VD4均是好的，此时怀疑无射频输出信号，检查缓冲防放大和前置放大电路的电源，经检查发现缓冲放大板有30V电源电压，前置放大板上无60V电源电压，经检查电源供电线路上的调压电位器损坏，更换后，调整前置板的电源电压为48V后，设备恢复正常。 故障原因分析：1、在进入冬季后，由于将降温设备（空调）停止运转，加上冬季供暖，使机房温度有所回升，此电位器是一个25W 50欧姆的限流电位器，流经的电流很大，碳刷和钨丝接触的不好，造成局部温度升好，加上所处的部位为风道的末端，散热不好，引起烧坏。2、进入冬季以后，发射场区外，居民住宅小锅炉大量使用，使VD4
零中频与超外差接收机优劣
零中频射频接收机技术 作者：东南大学射频与光电集成电路研究所李智群王志功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(RF BPF)、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。 超外差体系结构被认为是最可靠的接收机拓扑结构，因为通过适当地选择中频和滤波器可以获得极佳的选择性和灵敏度。由于有多个变频级，直流偏差和本振泄漏问题不会影响接收机的性能。但镜像干扰抑制滤波器和信道选择滤波器均为高Q值带通滤波器，它们只能在片外实现，从而增大了接收机的成本和尺寸。目前，要利用集成电路制造工艺将这两个滤波器与其它射频电路一起集成在一块芯片上存在很大的困难。因此，超外差接收机的单片集成因受到工艺技术方面的限制而难以实现。
直流偏移对于手机零中频接收机之危害
Introduction 由于现今智能手机要求的RF功能越来越多，这连带使得零件数目越来越多，且越来越要求轻薄短小[1,4]， 下图是零中频架构的接收机[4]，由于零中频架构，去除掉了中频的零件，具备了低成本，低复杂度，以及高整合度，这使得零中频架构的收发器，在手持装置，越来越受欢迎。但连带也有一些缺失，典型的缺失之一，便是DC Offset[2-3]。
由[5]可知，零中频架构的接收机，便是直接将射频讯号，降频为基频的直流讯号，而DC Offset之所以成为零中频架构的难题，在于它们会座落在频谱上为零之处，或其附近，很难滤除，因此会直接干扰到主频，且其强度甚至有可能大过讯号本身[3]。 由[9]可知，DC Offset会造成相位误差。
而解调时，会以EVM来衡量相位误差的程度，如下图左。而DC Offset会使星座图整体有所偏移，如下图右，换言之，DC Offset会使接收机的EVM变大[10-11] 。 而由[12]可知，若EVM变大，则同样的SNR，对应到的BER会升高，其解调结果会变差，亦即DC Offset会使灵敏度变差。
由[13]可知，接收机的LNA，其Gain皆非单一固定值，即VGA(Variable gain amplifier) 架构，如下图: 以灵敏度的角度而言，之所以希望透过AGC机制，以及VGA，来缩减LNA输出讯号的动态范围，主要便是希望ADC的输入讯号，其强度大小能适中，使讯号在解调时，不会因讯号过小而导致SNR下降，也不会因讯号过大，使后端电路饱和，Noise Floor上升，而导致SNR下降[4]。
零中频射频接收机技术
零中频射频接收机技术 作者：李智群王志功来源：电子产品世界时间： ［文字选择：大中小］［添加到收藏夹］ 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(RF BPF)、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。 超外差体系结构被认为是最可靠的接收机拓扑结构，因为通过适当地选择中频和滤波器可以获得极佳的选择性和灵敏度。由于有多个变频级，直流偏差和本振泄漏问题不会影响接收机的性能。但镜像干扰抑制滤波器和信道选择滤波器均为高Q值带通滤波器，它们只能在片外实现，从而增大了接收机的成本和尺寸。目前，要利用集成电路制造工艺将这两个滤波器与其它射频电路一起集成在一块芯片上存在很大的困难。因此，超外差接收机的单片集成因受到工艺技术方面的限制而难以实现。 零中频接收机 由于零中频接收机不需要片外高Q值带通滤波器，可以实现单片集成，而受到广泛的重视。图2为零中频接收机结构框图。其结构较超外差接收机简单许多。接收到的射频信号经滤波器和低噪声放大器放大后，与互为正交的两路本振信号混频，分别产生同相和正交两路基带信号。由于本振信号频率与射频信号频率相同，因此混频后直接产生基带信号，而信道选择和增益调整在基带上进行，由芯片上的低通滤波器和可变增益放大器完成。 零中频接收机最吸引人之处在于下变频过程中不需经过中频，且镜像频率即是射频信号本身，不存在镜像频率干扰，原超外差结构中的镜像抑制滤波器及中频滤波器均可省略。这样一方面取消了外部元件，有利于系统的单片集成，降低成本。另一方面系统所需的电路模块及外部节点数减少，降低了接收机所需的功耗并减少射频信号受外部干扰的机会。 不过零中频结构存在着直流偏差、本振泄漏和闪烁噪声等问题。因此有效地解决这些问题是保证零中频结构正确实现的前提。 本振泄漏(LO Leakage) 零中频结构的本振频率与信号频率相同，如果混频器的本振口与射频口之间的隔离性能不好，本振信号就很容易从混频器的射频口输出，再通过低噪声放大器泄漏到天线，辐射到空间，形成对邻道的干扰，图3给出了本振泄漏示意图。本振泄漏在超外差式接收机中不容易发生，因为本振频率和信号频率相差很大，一般本振频率都落在前级滤波器的频带以外。 偶次失真(Even-Order Distortion) 典型的射频接收机仅对奇次互调的影响较为敏感。在零中频结构中，偶次互调失真同样会给接收机带来问题。如图4所示，假设在所需信道的附近存在两个很强的干扰信号，LNA存在偶次失真，其特性为y(t)=a1x(t)+a2x2(t)。若 x(t)=A1cosw1t+A2cosw2t，则y(t)中包含a2A1A2cos(w1-w2)t项，这表明两个高频干扰经过含有偶次失真的LNA将产生一个低
发射机原理及基
WCDMA发射机原理及基于Maxim WCDMA参考设计v1.0的测试结果 第一代(1G)电话是基于很多种类似但互不兼容的技术的模拟蜂窝设备。它们提供的服务范围很有限，主要依靠固定电话网络提供服务。 第二代(2G)电话采用TDMA或CDMA技术，使用直接调制到发射载波的数字信道。其结果?D更高的频谱效率?D使信号质量、安全、实际数据服务量和国际漫游几个方面的价值都得到提升。 第三代(3G)终端的目标是提供全球无缝移动性，同时与部分接入技术实现全球兼容，如无线本地环路、蜂窝、无绳和卫星系统。实现终端全球无缝移动性的一个技术上的挑战和困难在于实现全球统一的频率规划。在世界上的每一个地区，至少有部分必须的频谱已经被分配给其他的无线服务。 1992年，世界无线电会议(WRC)在2GHz附近分配了一个频段，随后，国际电信联盟无线通信部(ITU-R)开始着手定义一份3G系统的要求清单，为满足这些要求提出了许多技术：包括WCDMA、OFDM、TDSCDMA和ODMA。 一个叫做第三代合作伙伴项目(3GPP)的技术实体被指定分析这些提议的技术。这项工作的结果是，WCDMA成为了3G系统最倾向于采用的技术。3GPP曾经写过一个技术规范，其中的25.101章包括了WCDMA移动终端RF硬件部分的核心性能要求。3GPP还定义了WCDMA终端两种可选择的工作模式： 频分复用模式[FDD]： ★物理信道由两个参数确定：RF信道号和信道码 ★适合快速移动应用 ★上行和下行链路在频域分开 ★下行链路比上行链路容量大 ★上行和下行链路都是100%的占空比 时分复用模式[TDD]： ★物理信道由三个参数确定：RF信道号、信道码和时隙 ★适合室内或慢速移动应用 ★上行和下行链路具有相似的容量并占用相同的信道 ★上行和下行链路都有DTx DTX(不连续传输)是一种用于优化无线语音通信系统效率的方法，这种方法在没有语音输入的时候随时的关闭移动或便携式电话。典型的2路通话中，每一方说话的时间都略小于总时间的一半，所以如果发射机只在存在语音输入的时候打开，电话工作的占空比就可以小于50%. 这种情况能够节约电池能量、减轻发射机元件的工作负担、使信道更加空闲，允许系统利用空闲带宽与其它信号共享信道。DTX利用语音活动检测(VAD)电路工作，在无线发射机中有时称作工作语音传输(VOX)。
WCDMA之零中频接收机原理剖析大全
WCDMA 相较于2G时代的GSM技术，WCDMA在Data Rate与信道容量，都大大提升[1]，采用了几个不同于GSM的技术。一个是CDMA技术，也就是分码多任务，用简单的比喻来比较TDMA, FDMA, CDMA的不同[2] : 在会议室内，若要保持通话时不被干扰，一种分别是选择不同时间通话(TDMA) 一种是同时间通话，但分别在不同的隔间(FDMA)
还有一种是同时间又同隔间通话，但讲不同语言(CDMA) 这三种技术，分别在时域跟频域的比较 : 由上图可知，CDMA 不分时也不分频，但因为分码，采正交码技术，不同码之间完全没有相关，因此大大提高了安全性。 C
另外则是展频技术， 将讯号的带宽拓宽，使其带以拓宽，与前述的正交码有送数据没有关系，故的传送数据，因此使得讯号得知，带宽拓宽后，其信道 由上式可知，信道容量也跟个位的SNR ，b E 即每个位的式 : 便可算出系统的SNR ， 使其带宽远大于未作展频调变之原始数据带宽交码有关。由于Tx 端会采用一组正交码，且该Rx 端也需使用该组正交码，才能解开展频，得讯号不易被干扰与撷取[3]，同时也由Shanno 其信道容量也提升了，连带提高了Data Rate[4] 量也跟SNR 有关，但在CDMA 中，会先以 E N 个位的能量，而0N 即噪声的功率频谱密度， 其中b f 是Data Rate ，因此若提升0 b E N ， 则可提升
另外，由于原始数据的Chip Rate ，会在展频后大大提升，使得讯号会额外获得增益，进而再提高SNR ，该增益称为处理增益，Processing Gain ，P G ()10log( )C P R G dB R = R 是原始资料的Chip Rate ，C R 是展频后的Chip Rate ，由[5]可知，R 与C R 分别为12.2Kbps 与3.84Mcps ，带入上式，
差频接收机、零中频接收机和低中频接收机的特点
2, 综合分析超外差（heterodyne）接收机、零中频（homodyne）接收机和低中频（low-IF）接收机的特点。 答案：（1）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)。 （2）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
中波发射机常用数字集成电路工作原理详解
中波发射机常用数字集成电路工作原理详解 本节列举了21种数字电路在全固态数字中波发射机单元电路的典型应用，并对其工作原理进行分析。 一、四二输入与非门（74HC00） 74HC00是应用广泛的四二输入与非门电路，它内部含有4个独立的2输入与非门，其逻辑功能是：输入全部为“1”时，输出为“0”；输入端只要有“0”，输出端就为“1”。 在发射机本地遥控显示电路中，74HC00（N17）作为导向器使用。 原理分析：S1投向“遥控”时，能产生低电平操作指令，该电平由非门N17B 倒相为高电平驱动遥控指令H28，同时“本地”指示灯H29熄灭。N17A 输出高电平，用于外部显示。 二、四二输入或非门（74HC02） 74HC02为四二输入或非门电路，内部含有4个独立的2输入或非门，其逻辑功能是：A 、B 任意一个或全部为“1”时， 输出为“0”； A=B=0时，输出端为“1”。 在发射机驻波故障检测电路中，74HC02（N43）作为禁止门、合门和倒相器使用。 当输出网络出现反射时，不影响天线系统的调配，而当天线出现反射时会导致输出网络失配，为了避免不必要的误报警，设置了识别禁止门电路。 其原理是：当天线出现反射时，输出网络与天线驻波检测电路分别送出19ms 和14ms 的负脉冲信号，其中前14ms 被禁止门N43B 禁止住，后5ms 输出输出正 图1 74HC00应用单元图
脉冲，使网络驻波显示灯亮0.5s后转为绿色。当天线不匹配时5ms和14ms正脉冲分别加到N43C的8脚和9脚，经N43C合成19ms的负脉冲，去关功放和驻波自检处理电路。 图2 74HC02应用单元图 三、双4输入与非门（74HC20） 74HC20为双4输入与非门电路，它内部含有2个独立的4输入与非门，其逻辑功能是：输入全部为“1”时，输出为“0”；输入端只要有“0”，输出端就为“1”。 在发射机功率控制电路中，74HC32（N63、N64、N65）作为功率升、降计数控制门使用。 图3 74HC20应用单元图 工作原理：当高功率等级开机时，N63A4脚为高电平，时钟脉冲送到1脚，发射机没有达到设定的最大功率时，“999”禁止电路输出高电平信号到5脚，这时N63A方可进行升功率操作。同理，当功率没有完全降到零时，N63B的9、10、13为高电平，此时方可进行降功率操作。如果一个或多个为低电平，则无法进行升功率操作。 四、四二输入与门（74HC08）
各种接收机中频的优缺点对比
接收机各种中频的优缺点对比 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
以AD9361为例,来探讨零中频接收机的一些简单性能问题
以AD9361为例，来探讨零中频接收机的一些简单性能问题 在窄带应用中，零中频软件无线电芯片已经非常流行，其代表是ADI公司的AD9361。这里说的窄带应用，是指它的调谐带宽比较窄，比如工作在700-1200MHz范围。如果工作在宽带应用中——比如手持式宽带接收机，就要求频率范围覆盖50M-6GHz。在这么宽的范围内，如果不做复杂的预选，实际性能怎么样呢？以前听一位大师说，一塌糊涂，坑多得很，不但容易死，假信号还多，所以我就望而却步，老老实实做多次变频超外差+数字DDC方案。毕竟作为仪器级应用，是一贯不屑这种零中频方案的。 最近呢，我们需要做一个有gan意huai思shi的宽带产品。由于成本捉急，于是忽然觉得应该亲自检验一下这东西是不是真的如一些大师们所不屑的样子，要是万一能用，岂不省事了。 这里就开一个帖子，以AD9361为例，来探讨零中频接收机的一些简单性能问题。水平有限，而且也仅仅需要大概了解，所以不甚规范，就当闲聊，欢迎吐槽，挑刺则打屁股。 第一个实测，是关于抗阻塞能力的。这是担心比较多的指标。 测试方案： 定义：一个接收机在A频率接收信号，在带外的B频率有一强干扰也进入接收机。当干扰B的强度很强，以至于该接收机对信号A的接收能力下降6dB（下降1倍），则信号B 的强度为该接收机的阻塞电平。 室外天线经机械衰减器、合路器进AD9361，强信号源也经过同一个合路器进9361，不断增加强信号源的输出电平，测量AD9361阻塞时的电平值。AD9361的板子是BA3CE生产的B210兼容板。 由于合路器、电缆等存在损耗，在测试前要对进入到测试电路板的信号（干扰）强度进行校准。如果需要测试多个频率，每次更换频率需要重新校准。理论上对AD9361的采样也要进行幅度校准，但实际上挺准的。由于接受能力下降是相对值，所以不用对AD9361测定的绝对电平进行校准。 需要仪器：步进衰减器、信号源、频谱仪或测试接收机、合路器、必要的连接电缆。
发射机与接收机
１．概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 １.１小功率调幅高频发射机的设计目的．．．．．2 １.２课程设计的组成部分．．．．．．．．．．．．3 ２．小功率调幅高频发射机的设计的内容．．．．．．．4 ２.１单元电路设计方案选择．．．．．．．4 ２.２各模块电路的具体设计及仿真的设计．．．．．．．7 ２.３音频放大电路的设计．．．．．．．9 ２.４调制电路的设计．．．．．．．10 ２.５功率放大级电路的设计．．．．．．．11 2 .6 整体电路设计 (14) ３.总结．．．．．．16 ３.１所遇到的问题，你是怎么解决．．．．．．．．．．．16 ３.２体会收获及建议．．．．．16 ３.3参考资料．．．．17 4.教师评语．．．．．．18 5.成绩．．．．．．．18
1.概述 小功率调幅发射机常用于通信系统和其它无线电系统中，特别是在中短波广播通信的领域里更是得到了广泛应用。原因是调幅发射机实现调幅简便，调制所占的频带窄，并且与之对应的调幅接收设备简单，所以调幅发射机广泛地应用于广播发射。本课设结合Multisim 软件来对小功率调幅发射机电路的设计与调试方法进行研究。Multisim 软件能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以及这之间的所有分析、验证、和设计数据管理。今天的Multisim 软件已不是单纯的设计工具，而是一个系统，它覆盖了以仿真为核心的全部物理设计。本课题的设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装对各级电路进行详细地探讨，并利用Multisim 软件仿真设计了一个小功率调幅发射机。关键字：小功率调幅发射机、MULTISIM 仿真、振荡电路、调制电路、功率放大器。 1.1小功率调幅高频发射机的设计目的 (1)学习小功率调幅高频发射机的设计方法 (2)研究小功率调幅高频发射机的设计方案 (3)掌握用软件调试和使用的方法 1.2课程设计的组成部分 1.2.1设计要求 要求设计一个小功率调幅发射机。已知条件：+Vcc=+12V、-VEE=-12V；话音放大级输出电压为5mV；负载
光发射机的原理及其选择与使用
光发射机的原理及其选择与使用作者：佚名来源：慧聪发布时间：2006-4-15 20:52:34 [收藏] [评论] 光发射机的原理 用光波传输电视信号和数据信息是20世纪末发展起来的一门新的科学技术，它的出现使世界信息产业得到了飞速发展，现在光纤传输技术正以超出人们想像的速度发展，其光传输速度比10年前提高了100倍，在今后的发展中估计还要提高100倍左右。随着光纤传输技术的不断发展，在光域上可进行复用、解复用、选路、交换，网络可利用光纤的巨大带宽资源，增加网络的容量，实现多种业务的“透明”传输。 光传输系统主要由光发射机、光接收机、光分路器和光纤电缆及其它器件组成。 一光纤传输光信号的基理 光传输是在发送方和接收方之间以光信号形态进行传输的技术。光传输电视信号的工作过程是在光发射机、光纤和光接收机三者之间进行的; 在中心机房的光发射机把输入的RF电视信号变换成光信号，它由电/光变换器(Electric-Optical Transducer，E/O)完成，变换成的光信号由光纤传输导向接收设备(光接收机)接收，光接收机把从光纤中获取的光信号变换还原成电信号。因此光传输信号的基理就是电/光和光/ 电变换的全过程，也称为光链路。 目前光传输方式采用光强度调制。如采用激光器的光发器件发出相位一致的所谓相干光，因此采取了使发光强度整体发生变化的调制方式，它利用了输出光功率对应于电/光变换器输入信号电流的变化而线性 变化的特性。 在光/电变换器(Optical-Electric Transducer，O/E)中，输出正比于输入光信号强度的电流，光/电变换器的输出电流波形因而与电/光变换器输入电流波形相似，达到了信号传输的目的。 那么，光纤又是如何导向光信号的呢？目前有线电视系统使用的光纤是圆柱体的光纤，它由光纤圆柱体和包层组成，是石英玻璃材料。包层起着把光严密地封闭在光纤内的作用，保护纤芯，增强光纤本身的强度。而纤芯的作用是传输光信号。纤芯和包层虽然都是石英玻璃材料生产而成，但在生产时对两者的掺杂成份有区别，因而导致了所产生的折射率大小不同(纤芯为1.463~ 1.467，包层为1.45~1.46)，当然也与所采用的材料不同有关。当激光器发射的光源进入纤芯后，光入射到包层界面时，只要入射角大于临界角，就会在纤芯内产生全反射，光不会漏射到包层中，这样聚入到纤芯内的光信号就会不间断地传播下去，直到导向光接收机为止。这个过程就是光信号在光纤中传输的基理。 二光传输中产生的失真 光在光纤中传输时，也会产生一些失真，产生失真的原因有以下几点: (1)在光纤传输系统中，由于半导体激光器的电/光转换特性的非线性，使输出的光信号与激励电流的变化不一致导致了失真，它称为调制失真。调制指数M值不允许太大，选择高性能、预失真处理技术强的光发射机很有必要，预失真处理技术是利用人为的设计产生预失真改善调制线性，达到消除和减轻光纤传 输系统中CSO与CTB的目的。 (2)在光传输系统中，由于驱动RF放大器和接收RF放大器产生失真的机会很小，线性PIN光电二极管因信号电平不太高，产生的微小失真可不计，而它的主要原因来自于半导体激光器调制特性的失真和光 纤的色散。 (3)激光器在光强度调制时，光的波长会发生变化，出现附加频率调制，使信号频率展宽，出现啁啾 效应，主要表现为CSO失真。 (4)光纤的色散特性会使不同波长的群时延发生差异，形成到达终端的时间会先后不一致所引起的失 真，主要是CSO失真。
零中频射频接收机技术
零中频射频接收机技术 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(Fl icker 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(RF BPF)、低噪声放大器(LNA)和镜像干扰抑制滤波器(I R 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。 超外差体系结构被认为是最可靠的接收机拓扑结构，因为通过适当地选择中频和滤波器可以获得极佳的选择性和灵敏度。由于有多个变频级，直流偏差和本振泄漏问题不会影响接收机的性能。但镜像干扰抑制滤波器和信道选择滤波器均为高Q值带通滤波器，它们只能在片外实现，从而增大了接收机的成本和尺寸。目前，要利用集成电路制造工艺将这两个滤波器与其它射频电路一起集成在一块芯片上存在很大的困难。因此，超外差接收机的单片集成因受到工艺技术方面的限制而难以实现。 零中频接收机 由于零中频接收机不需要片外高Q值带通滤波器，可以实现单片集成，而 受到广泛的重视。图2为零中频接收机结构框图。其结构较超外差接收机简单许