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如果零中频接收机采用普通的单混频,行不行?

加油射频工程师 来源:加油射频工程师 2024-04-08 16:36 次阅读

零中频接收机,理论上,没有镜像干扰,但是,在实际使用中,由于各种的不理想性,是有的。

(1)如果零中频接收机采用普通的单混频,行不行?

在超外差接收机中,射频信号与一个本振信号进行混频,如果零中频接收机也采用类似结构,你觉得会咋样呢?

ae0daf04-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

其实答案不用说,肯定不咋样,要不然,你看到的零中频接收机,就不会是下面的这个架构了,即采用了正交混频器。

ae1d17f0-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

那为啥不行呢?

实信号的频谱,正频率处的频谱和负频率处的频谱之间互相共轭,即X(jw)=conj(X(-jw))。

现在考虑下面三种情况。

情况一:假设射频信号的上下边带是完全对称的,而且,正频率处的频谱和负频率处的频谱只有实部, 因此正负频率处的频谱也对称。从下面频谱搬移演示可知,输出频谱是原来正频率的2倍:

ae290196-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

情况二:假设射频信号的上下边带是完全对称的,而且,正频率处的频谱和负频率处的频谱只有虚部。那么,输出频谱如下图所示,一叠加,就没有了。

ae3f590a-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

情况三:假设射频信号的上下边带不是对称的,那么输出频谱如下图所示。

ae551646-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

从上面三种情况来看,可以得出这样一个结论,就是如果使用单个混频器,想将射频信号直接变频到零中频的话,对输入信号的频谱是有要求的,一旦输入信号的频谱不合适,输出信号要么就没了,要么就信号质量变差。

当今大多数的调制方式,如QPSK,QAM等,在射频载波处的上下边带的频谱表现出不对称性[1],即类似情况三,这个时候,有用信号的正频率和负频率互为镜像干扰[1][2],如果采用单混频器的话,会破坏信号质量。

(2)那怎么解决这个问题呢?

这个问题,可以采用正交混频的方法来解决。

ae6b9fec-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

上图是零中频接收机的系统结构。

正交混频器,可以产生一个只有正频率的复信号,频谱搬移如下图演示。

ae7fc9d6-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

从上图中可以看出,在理想情况下,IQ两路完全正交匹配,此时零中频接收机不存在单混频所看到的镜像抑制问题。

但是,实际上,总是有不理想性存在,比如I和Q两个支路,可能存在幅度和相位不匹配,两个本振信号之间也不是理想正交,此时正交混频器在正负频率中都有信号,只不过另一个会低一点,所以零中频也会受到镜像信号的干扰,如下图所示。

ae98b752-f582-11ee-a297-92fbcf53809c.png

(3)总结

因此在理想情况下,零中频接收机没有镜像干扰,但是在具体实现中,I和Q两路总是会存在幅度和相位失配,所以有用信号仍然会受到镜像信号的干扰,导致信号的质量变差。

不过,在零中频接收机这种结构中,镜像干扰就是有用信号本身,所以他们具有相同的能量。而在超外差接收机架构中,镜像干扰源自外界的干扰,所以有时候干扰的大小,要远大于有用信号本身。从这点来看,零中频接收机对镜像抑制的要求没有超外差接收机那么高。


审核编辑:刘清

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原文标题:零中频接收机有没有镜像干扰?

文章出处:【微信号:加油射频工程师,微信公众号:加油射频工程师】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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