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WiMax終端收發(fā)系統(tǒng)簡介

作者: 時(shí)間:2012-07-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  零中頻結(jié)構(gòu)對(duì)射頻濾波器的要求較為寬松,而且在中頻部分,基帶濾波器一般較帶通濾波器更容易實(shí)現(xiàn)。在此類結(jié)構(gòu)中,MIMO技術(shù)也容易實(shí)現(xiàn)。另外,一般而言,零中頻結(jié)構(gòu)在功耗方面也較為優(yōu)越。但是需要格外注意的是,IQ均衡問題,高SNDR的DAC設(shè)計(jì),直流偏移消除等問題,尤其是在接收端方面的直流偏移消除問題,需要非常小心的對(duì)待,并且注意通道的均衡,而帶外噪聲的濾出則需要高階濾波器。

一般而言,在現(xiàn)代的射頻中,天線接收到的信號(hào)頻率很高而且具有極小的信道帶寬。如果考慮直接濾出所需信道,則濾波器的Q值將非常大,而且高頻電路在增益、精度和穩(wěn)定性等方面的問題,在目前的技術(shù)條件下,對(duì)信號(hào)直接在高頻段解調(diào)是不現(xiàn)實(shí)的。使用混頻器將高頻信號(hào)降頻,在一個(gè)中頻頻率進(jìn)行信道濾波、放大和解調(diào)可以解決高頻信號(hào)處理所遇到的上述困難,但是又引入了另一個(gè)嚴(yán)重的問題,即鏡像頻率干擾:當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的頻率與本振(LO)信號(hào)頻率差在頻率軸上對(duì)稱地位于本振信號(hào)的兩邊,或者說它們的絕對(duì)值相等但是符號(hào)相反,那么經(jīng)過混頻后這兩個(gè)信號(hào)都將被搬移到同一個(gè)中頻頻率。如果其中一個(gè)是有用信號(hào),另一個(gè)是噪聲信號(hào),那么噪聲信號(hào)所在的頻率就稱為鏡像頻率,這種經(jīng)過混頻后的干擾現(xiàn)象通常被稱為鏡頻干擾。為了抑制鏡頻干擾,普遍采用的方法是利用濾波器濾除鏡像頻率成份。但是由于該濾波器工作在高頻頻段,其濾波效果取決于鏡頻頻率與信號(hào)頻率之間的距離,或者說取決于中頻頻率的高低。如果中頻頻率高,信號(hào)頻率與鏡像頻率相距較遠(yuǎn),那么鏡像頻率成份就受到較大的抑制;反之,如果中頻頻率較低,信號(hào)頻率與鏡像頻率相隔不遠(yuǎn),濾波的效果就較差。但另一方面,由于信道選擇在中頻頻段進(jìn)行,基于同樣的理由,較高的中頻頻率對(duì)信道選擇濾波器的要求也較高。所以,鏡像頻率抑制與信道選擇形成了一對(duì)矛盾,而中頻頻率的選擇成為平衡這對(duì)矛盾的關(guān)鍵。在一些要求較高的應(yīng)用中,常常使用兩次或三次變頻來取得更好的折衷。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/154474.htm

  通常而言,由于要濾出一個(gè)具有很高中心頻率和受很大干擾的窄信道要求濾波器具有高的 Q 值。在外差結(jié)構(gòu)中,信號(hào)頻帶被變換到低得多的頻率,從而降低了對(duì)信道選擇濾波器的要求。外差結(jié)構(gòu)可以從鏡像抑制和信道選擇這兩方面進(jìn)行綜合考慮,由于鏡像信號(hào)降低了接收器的靈敏度,那么中頻的選擇要求從靈敏度和選擇性兩個(gè)方面進(jìn)行權(quán)衡。在IEEE802.16e/WiMAX的射頻前端設(shè)計(jì)而言,外差式發(fā)送端較直接變換對(duì)DAC的要求較低,而且鏡像問題變得不突出。但是模塊器件數(shù)增加了,這意味著更多的功耗。抑制鏡像信號(hào)的最常用的方法就是利用放在混頻器前面的一個(gè)鏡像抑制濾波器,濾波器設(shè)計(jì)成使它在有用頻帶上有較小的損耗,而鏡像頻帶上則有很大的衰減。外差結(jié)構(gòu)需要鏡像濾波器,但是由于大的頻率分離, 圖像濾波器的設(shè)計(jì)是比較簡單的。這里還需要注意的是:不同頻率濾波器的可達(dá)性和物理尺寸。

  超外差接收機(jī)在抑制鏡像頻率干擾、敏度和選擇性上有較大優(yōu)勢(shì),而且多級(jí)轉(zhuǎn)換無直流偏移和信號(hào)泄漏,但是也有成本高、對(duì)IR濾波器有較高要求、需要低噪聲放大器(LNA)和混頻器(Mixer)與50W的良好匹配等缺點(diǎn)。在某些情況下,鏡像頻率抑制濾波器和信道選擇濾波器并不適于單片集成,從而導(dǎo)致前級(jí)(如LNA)的50歐姆阻抗匹配,加重了LNA等模塊增益,穩(wěn)定性,功耗等性能的折衷問題。

  零中頻(零差,直接下變頻)結(jié)構(gòu)的簡單性相對(duì)于外差結(jié)構(gòu)有兩個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。第一,鏡像問題被克服了,因此,不需要鏡像濾波器,所以 LNA 也不需要驅(qū)動(dòng) 50 歐姆的負(fù)載。其次,SAW 濾波器和后續(xù)的下變頻級(jí)可代之以適合單片集成的低通濾波器和基帶放大器。 但是,零中頻結(jié)構(gòu)在信道選擇時(shí)通過有源低通濾波器抑制信道外的干擾比使用無源濾波器更加困難,并且產(chǎn)生了直流偏移,IQ失配,偶階失真,閃爍噪聲,LO 泄漏等問題。

三種結(jié)構(gòu)的終端系統(tǒng)模塊數(shù)對(duì)比 www.elecfans.com

表1 三種結(jié)構(gòu)的模塊數(shù)對(duì)比


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