什么是超外差呢?浅聊超外差架构

来源: 加油射频工程师2023-08-31 23:32:43
  

超外差接收机呢,它的射频指标,基本上是可以由射频链路掌握。

其他的架构,比如说零中频架构,低中频架构,虽然射频部分简单,但是它需要依托算法,才能达到所需要的射频性能。


(资料图)

而对于直接采样架构,我觉得算是超外差接收机架构的一个子集。

比如说下图所示的超外差接收机,后半部分的变频,就是带通采样的架构。

那什么是超外差呢?

超外差架构,是基于一种外差过程,即将输入信号与频率偏移的本振信号,在一个非线性器件中进行混频,从而产生一个中频。这个中频,就是本振信号与输入信号的频率偏移量。

这个非线性器件,即为混频器。在超外差架构中,变频操作可能不止一次,所以经常能看到一次变频超外差,还有两次变频超外差。选几次,主要就看指标之间的博弈。

超外差架构中的滤波器

假设本振信号的频率为LO,则当射频频率为LO+IF和LO-IF的信号,都会与混频器混频,产生频率为IF的中频信号。但是这两个信号中,只有一个是有用信号,另外一个就是镜像干扰。所以,在混频器前端,需要有镜像抑制滤波器。

在LNA前端,有一个预选滤波器,预选滤波器的工作带宽覆盖整个接收机的工作带宽。

超外差接收机中的信道滤波器,一般放在IF级中,具有很高的选择性。

超外差架构中的增益分配

超外差接收机中,大部分增益是由IF级提供的,因为在固定的中频频率处,比较容易获得高且稳定的增益,而且相同增益下,在中频实现所需的功耗,要低于在射频实现所需的功耗。之所以会功耗较低,部分原因是因为在进行放大之前,信道滤波器已经有效地抑制了强干扰信号,所以不需要高动态范围的放大器

超外差接收机的AGC控制,一般放在射频部分和中频部分,而且大部分的增益控制是放在中频部分,比如说用VGA。但是在配合高动态范围的ADC的情况下,AGC控制可以简化。

超外差架构的典型架构

超外差的典型架构,如下图所示。图中架构是全双工系统的架构,如果是半双工系统的话,则可以把双工器用开关来替代。

在收发链路中,从RF到基带,都经过了两次变频。发射机和接收机共用双工器和本振,如果收发不是共用天线,那也不一定要用双工器。

共用本振也不是必须的,但是共用本振可以降低功耗和成本。

本振除了提供本振功率外,还起到信道的调谐作用。

在上述架构中,超外差接收机和超外差发射机都包括三个部分,即RF部分,IF部分和BB部分。

审核编辑:刘清

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