上次说到零中频接收机拓扑结构简单,体积小,但是存在本振泄漏和直流偏差的噪声干扰,为了优化零中频方案,出现一种新的接收机形态——近零中频(Near-Zero IF)接收机,也叫低中频接收机(也就是我们在接收机1里提到低中频接收机)。
近零中频,顾名思义,就是中频频率很低,接近于零。根据不同平台,中频频率不同,我见过用100KHZ和38K做本振的。
1. 信号路径
上图结构我们可以看出,高频信号通过高频低噪放LNA滤波后→直接送入混频器下变频,变为一个低中频信号→这个信号被送入数字模块完成接下来的处理最后得到基带模拟信号I/Q信号。
2. 原理
而数字模块展开来讲,是下变频的信号经过A/D转换器变成数字信号后,进行I/Q解调,与一个低中频数字正交本振(100KHZ)混频,分离出I/Q数字信号,在经过D/A转换,最终得到基带模拟I/Q信号。
由于不是直接下变频到基带信号,直流偏差问题就迎刃而解了。
近零中频接收机严格来说也可以算得上两次混频,只不过第二次混频是在低频段以数字方式混频的。信号没有模拟信号那么容易受到干扰。
到这里,常用的接收机类型已经给大家说清楚了。不难看出,不管是零中频还是近零中频接收机,都算为广义上的超外差接收机。因为他们确实满足输出中频频率固定(零中频ωIF=0,近零中频ωIF在中低频固定。)因此,我们平时提到的超外差接收机,通常指有两次以上混频架构的超外差。
3. 优缺点对比
那么接下来我们对比一下三种接收机的优缺点。
超外差:
超外差的性能是三种里最好的,但他是在牺牲成本和空间的前提下提升的性能。
超外差的接收动态范围很大,并且由于做了多次变频,能找到恰当的中频频率,频道的选择性和灵敏度都很高。同时由于多次变频,功耗相对也比较大。相应的调制方式可以有QPSK/QAM。这里调制方式不展开说明了。
零中频:
零中频的体积小、结构简单、成本低廉。但由于是直接下变频到零中频,信道是在基频选择,因此接收动态性能不好。并且很难保证I/Q信号正好正交,I/Q平衡度不好。同时,需要做直流消除电路。相应的调制方式为NC-FSK。
近零中频:
近零中频同样体积小、成本低。并且解决了零中频的直流干扰问题。因此近年来也被广泛应用。但仍然存在I/Q信号平衡度不好的问题,同时也会有镜像频率干扰问题,动态性能比零中频稍好。调制方式为GMSK。
未完待续。。。
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