《零中频接收机》PPT课件.ppt

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1、零中频接收机,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,超外差接收机的结构框图,2.零中频接收机简介,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,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,1.直流偏移2.I/Q失配3.偶数阶失真4

2、.1/f噪声5.LO泄露,3.1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,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

3、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,2.电容耦合电容耦合框图,3.1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,3.直流校准直流校准框图,3.1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

4、字方式实现。,3.1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,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,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,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,低通

5、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,偶数阶失真示意,3.3 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,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,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.余志平，周润德.射频微电子M.北京：清华大学出版社,2006,谢谢！,