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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 電阻加熱器

RF概念——超外差接收機(jī)與零中頻接收機(jī)

發(fā)布日期：2022-10-18 點(diǎn)擊率：83

在無(wú)線電接收系統(tǒng)中，有兩種主要的架構(gòu)：超外差式接收機(jī)和零中頻接收機(jī)，兩種接收機(jī)都可以將調(diào)制RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶I/Q信號(hào)。

外差接收器

在外差接收機(jī)中，調(diào)制的RF信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)混頻器將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，然后中頻信號(hào)進(jìn)入I/Q解調(diào)器，將調(diào)制的中頻信號(hào)解調(diào)為基帶信號(hào)。

圖1

在超外差接收機(jī)中，一般需要兩級(jí)混頻才能將調(diào)制的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換到中頻。第一級(jí)混頻將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為高中頻信號(hào)，第二級(jí)混頻將高中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低中頻信號(hào)，然后該信號(hào)進(jìn)入I/Q解調(diào)器，將調(diào)制的中頻信號(hào)解調(diào)為基帶信號(hào)。

圖2

超外差接收器的優(yōu)點(diǎn)

它將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào)，因此所有處理都在低頻下進(jìn)行，在較低頻率進(jìn)行信號(hào)處理的成本會(huì)低。

與RF信號(hào)相比，很容易對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行濾波。

與零差接收器架構(gòu)相比，它具有更高的靈敏度。

外差使用了單級(jí)轉(zhuǎn)換，而超外差使用了雙級(jí)轉(zhuǎn)換，這種方式解決了使用單級(jí)轉(zhuǎn)換時(shí)可能出現(xiàn)的中頻信號(hào)混疊現(xiàn)象。

超外差接收器的缺點(diǎn)

需要額外增加本地振蕩器和RF混頻器將信號(hào)從RF轉(zhuǎn)換為IF，這增加了整個(gè)接收器的成本。

此外，還需要濾波器來(lái)消除本振泄漏和不希望的頻率分量，以防止產(chǎn)生鏡像頻率，這也增加了接收機(jī)的成本和復(fù)雜性。

零中頻接收機(jī)

在零中頻接收機(jī)中，我們不需要任何射頻混頻器。射頻調(diào)制信號(hào)直接在I/Q解調(diào)其中被轉(zhuǎn)換到基帶。

圖3

下圖描述了典型的I/Q解調(diào)器電路，該電路幾乎在所有調(diào)制解調(diào)器中使用，它將調(diào)制的IF/RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為零頻率的基帶信號(hào)。為此需要選擇合適的頻率f0，其中W0 = 2*pi*f0，f0與載波信號(hào)頻率相同。

圖4

圖3和圖4描述了零中頻接收機(jī)的原理。信號(hào)首先進(jìn)入LNA中放大，之后直接進(jìn)入I/Q解調(diào)器將信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶（即直流信號(hào)）。如果RF頻率信號(hào)和LO頻率信號(hào)相等，則該電路用作鑒相器。換句話說(shuō)，如果LO與輸入的載波頻率信號(hào)同相同步，則該接收器稱為零中頻接收機(jī)。

使用正交下變頻可獲得來(lái)自調(diào)制I/Q信號(hào)的最大信息。如圖4所示，首先將調(diào)制信號(hào)分成兩個(gè)通道，這兩個(gè)信號(hào)分別乘以A * sin（w0 * t）和A * cos（w0 * t），結(jié)果為I、Q的復(fù)信號(hào)（I + j * Q），該矢量信號(hào)的幅度為sqrt（I 2 + Q 2），相位為tan -1（Q / I）。

零中頻接收器的優(yōu)點(diǎn)

它使用與發(fā)射RF頻率相同的LO頻率，因此，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的體系結(jié)構(gòu)。

不像外差式接收器架構(gòu)，它不需要額外的LO，混頻器和濾波器之類的組件，因此，零差接收機(jī)的成本比外差接收機(jī)的成本低。

零中頻接收器的缺點(diǎn)

零中頻接收機(jī)容易遭受LO泄漏的影響，在實(shí)際工程中該值應(yīng)盡可能的低。

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