零中频接收机.ppt

零中频接收机零中频接收机目录目录1.超外差接收机回顾2.零中频接收机简介3.零中频接收机中存在的问题1.超外差接收机超外差接收机超外差接收机的结构框图2.零中频接收机简介零中频接收机简介简单零中频接收机对上边带和下边带相同的信号可以正常接收。而对于上边带和下边带不相同的信号，例如频率调制和相位调制信号，这种接收则会使频率的正负部分相互重叠，使两个连带的信号无法区分。2.零中频接收机简介零中频接收机简介正交下变频的零中频接收机2.零中频接收机简介零中频接收机简介零中频接收机的优点1.镜像问题被克服了，因此不需要镜像滤波器。2.低通滤波器的信号都易于单片实现，降低了系统复杂度。3.零中频接收机中存在的问题零中频接收机中存在的问题1.直流偏移2.I/Q失配3.偶数阶失真4.1/f噪声5.LO泄露3.1直流偏移直流偏移 直流偏移是零中频接收机面临的一个重要问题。直流偏移产生的原因产生的原因很多。其中最主要的原因是本振信号的泄露。泄露的信号再从输入端输入，与本振信号混频，产生直流信号。3.1直流偏移直流偏移直流偏移对系统的影响直流信号可以使级电路饱和，从而淹没有用信号。直流偏移的消除如果直流偏移是稳定的，则消除并不困难。但由于环境是时变的，以及从本振泄露的信号也是时变，因此直流偏移也是时变的。消除时变的直流失调信号，较为困难。直流失调的补偿方法有以下几种。3.1直流偏移直流偏移1.频率调整由于本振信号泄露是产生直流偏移的主要原因，因此可以改变本振信号的频率。该方法通过其它频率的本振信号通过倍频、分频、和频信号来形成与所需要的信号的同频信号用于混频。3.1直流偏移直流偏移2.电容耦合电容耦合框图3.1直流偏移直流偏移2.电容耦合 电容耦合是指通过电容或高通滤波器滤除直流成分。其框图如图所示。但是这种方法会带来一个新的问题。很多调制方式集中在低频附近，而且某些调制方式有直流成分，采用这种方法会造成信号失真，所以这种方法并不常用。3.1直流偏移直流偏移3.直流校准直流校准框图3.1直流偏移直流偏移3.直流校准在不能采用电容耦合的场合，可以采用给系统注入一个合适的直流信号的方式消除直流失调，接收机通过对输入的信号进行计算获得输入信号的平均值。这个平均值会被送到前面被减去，这种计算通常采用数字方式实现。3.1直流偏移直流偏移4.伺服控制电路伺服控制电路框图3.1直流偏移直流偏移4.伺服控制电路伺服控制一路与直流校准方法类似，只是使用积分器代替了原来的采样/保持电路。这个积分器可以跟踪直流失调的方向。即输出为正，则输出值增加，反之亦然，积分器的输出通过DAC，使其输出增加到能够与直流失调相抵消。3.2 I/Q失配失配对于相位和频率调制技术，零差接收机必须采用正交混频，因此需要两路正交的信号。我们现在来看I/Q两路不平衡对系统产生的影响。假设接收到的信号为其中a和b等于1或者-1。3.2 I/Q失配失配假设本振信号的I路和Q路相位是 其中 和 分别为幅度和相位误差。3.2 I/Q失配失配低通滤波后的结果为相位不平衡使每一个信道上都叠加了其它信道的一部分数据。3.3 偶数阶失真偶数阶失真偶数阶失真示意3.3 偶数阶失真偶数阶失真在超外差接收机中，我们主要考虑了奇数阶的失真。对于零中频接收机来说，我们还要考虑偶数阶失真。如图所示的两个干扰信号，由于器件的非线性，会产生两个频率的差频。对于理想的混频器，这个信号会被搬移到较高的频率，而实际中，混频器都有一定的馈通，从而使信号受到干扰。3.4 1/f噪声噪声1/f噪声通常是频率低于200Hz时的主要噪声源，对于零中频接收机来说影响比较大。闪烁噪声的影响可以通过几种组合技术来减小。因为混频器后的各级工作在相对低的频率上，所以它们可以用很大尺寸的器件来最大程度的减小闪烁噪声的幅度。而且周期性的消除偏移，例如在TDMA脉冲串之间消除偏移也可以降低噪声分量。3.5 本振泄露本振泄露本振泄露到天线后，除了反射到接收端形成直流偏移外，发射出去也会对使用相同标准的其它接收造成干扰。无线标准的设计以及联邦通信协会(FCC)的规定都对带内的LO辐射量的上界进行了限制，典型值是-50-80dBm。参考文献参考文献1.向新.软件无线电原理与技术M.西安：西安电子科技大学出版社,2008.2.余志平，周润德.射频微电子M.北京：清华大学出版社,2006