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零中頻接收機設計(一)

作者: 時間:2013-12-17 來源:網(wǎng)絡 收藏
XT-INDENT: 0px; MARGIN: 0px 0px 20px; PADDING-LEFT: 0px; PADDING-RIGHT: 0px; FONT: 14px/25px 宋體, arial; WHITE-SPACE: normal; ORPHANS: 2; LETTER-SPACING: normal; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; PADDING-TOP: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">  相較超外差架構(gòu),架構(gòu)優(yōu)勢:1:沒有鏡像抑制要求;2:LNA 不需要驅(qū)動 50R 負載;3:采用相同 ADC 情況下,帶寬是超外差架構(gòu)的兩倍;4:聲表濾波器和復雜的 LC 濾波器可以采用簡單的低通濾波器替換,從而利于集成芯片設計,如圖四,TRF3711 就是采用架構(gòu),集成了I/Q 解調(diào)器,低頻的可調(diào)增益放大器以及可調(diào)信道選擇濾波器,實現(xiàn)了高集成方案。

  既然接收架構(gòu)如此簡單,為什么到目前為止,還沒有廣泛應用呢?那是因為零中頻極易被各種噪聲污染,從而影響系統(tǒng)性能,下面將討論零中頻接收架構(gòu)的挑戰(zhàn)。

零中頻接收機設計

2.2 零中頻的挑戰(zhàn)及解決方案

  零中頻到目前為止,還只用于手持設備上,在基站上還沒有應用,原因是在零中頻架構(gòu)上,有很多無可避免的噪聲源沒有辦法得到抑制,本文將重點討論閃爍噪聲(1/f),直流偏置(DCoffset);I/Q 不平衡;偶次諧波。

  1. 閃爍噪聲(1/f)

  閃爍噪聲是有源器件固有的噪聲,其大小隨頻率降低而增加,主要集中在低頻段,閃爍噪聲對搬移到零中頻的基帶信號產(chǎn)生干擾,降低信噪比,在通常的零中頻接收機中,增益都放在基帶,射頻部分(LNA 和解調(diào)器)的增益大概在 30dB 左右,所以下變頻信號大概會在幾十微伏,所以射頻輸入級(LNA,濾波器等等)的噪聲就變得非常重要。

  為了更好理解閃爍噪聲,我們可以來分析一個獨立的 MOS 管,在輸入閃爍噪聲和純熱噪聲情況下的噪聲惡化情況,對一個典型的亞微粒 MOS 管,計算帶寬為 1MHz 情況下的閃爍噪聲:(3)

零中頻接收機設計

  如果考慮閃爍噪聲的情況下,噪聲增加了 Pn1/Pn2=16.9dB, 而在超外差結(jié)構(gòu)中,閃爍噪聲將無關緊要,因為信號主要在中頻進行放大。

  減少閃爍噪聲的方法(3):下變頻器后的鏈路工作在低頻,這樣可以選擇雙極性晶體管,從而能夠降低閃爍噪聲;另外采用高通濾波器和類直流校準也能夠抑制低頻的噪聲。

  2. 直流偏置(DC-offset)

  由于零中頻接收機轉(zhuǎn)換帶寬信號到零中頻,大量的偏置電壓會惡化信號,更嚴重的是,直流偏置信號會使混頻后級飽和,如飽和中頻放大器,ADC 等。

 

零中頻接收機設計

  為了理解直流偏置的起源和影響,我們可以參照圖四的接收通道進行說明。

  如圖四(a)所示, 本振口,混頻器口,LNA 之間的隔離度不好,Lo(本振信號)可以直接通過 LNA和混頻器,我們叫做”本振泄露”, 這種現(xiàn)象是由于芯片內(nèi)部的電容及基底耦合的,耦合的 Lo 信號經(jīng)過 LNA 到達混頻器,和輸入的 Lo 信號混頻,叫做”自混頻”,這樣會在 C 點產(chǎn)生直流成分;近似的情況如(b),從 LNA 出來的信號耦合到混頻器的本振輸入口,從而產(chǎn)生了直流分量;

  為了保證 ADC 能夠采樣出射頻端口微伏級的電壓,通常需要



關鍵詞: 零中頻 接收機

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