直接變頻接收機設(shè)計中的相關(guān)問題

近幾年來，在不少主流技術(shù)期刊上發(fā)表了大量關(guān)于直接變頻無線電接收機設(shè)計的文章，其中有些在本書中也有引用。另外，主要的一些無線電通信手冊也對直接變頻接收機設(shè)計做了相關(guān)討論。一些問題將被引用來作為直接變頻接收機設(shè)計中的常見問題進(jìn)行討論。雖然這些問題確實存在，但用心的設(shè)計和構(gòu)建可以避免其危害。一些已知的問題包括：交流噪聲、低顫噪效應(yīng)、窄動態(tài)范圍、低輸出功率（這使得收聽效果很差）以及不需要的AM寬帶信號鑒波1）。

交流噪聲（Hum）

交流噪聲是由交流（AC）電源線引起的，可能會通過天線輻射進(jìn)人直接變頻接收機或進(jìn)入設(shè)備配線，還可能由接地回路引起，或以供電直流電源紋波的形式進(jìn)入直接變頻接收機。對于前兩種情況，交流噪聲的頻率為50 Hz（歐洲）或60 Hz（北美沙），即當(dāng)?shù)氐慕涣?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/電源">電源頻率。對后兩者，如果使用的是全波整流，則交流噪聲的頻率為100Hz（歐洲）或120Hz（北美洲）。一切交流噪聲都會被直接變頻接收機中的高增益音頻放大器加強。因為它可能削弱3OOHz）信號的帶通濾波器，這是十分重要的。

經(jīng)由天線電路接收到的交流噪聲信號可以被高通射頻濾波器很好地控制，因其在50／60Hz的頻域內(nèi)不接收能量。很多直接變頻接收器的前端電路對頻率是寬開路的。因此不合適的選擇將使接收機對交流噪聲很敏感。一些混頻器電路，如雙平衡混頻（DBM：Double Balanced Mixer）二極管設(shè)計，天生對交流信號就是不敏感的，這源于其用在相關(guān)的電感器中的電感特性。如果交流噪聲是由周圍環(huán)境輻射進(jìn)入電路的，一般情況下將電路對外電場屏蔽即可解決問題。

最后，交流噪聲可以通過直流電源以紋波形式（也許是最常見的原因）被接收。紋波（ripple）是在全部的濾波及整流過程結(jié)束后加在輸出的直流電壓上的剩余的交流信號（脈動直流電）。最嚴(yán)重的交流噪聲是當(dāng)直流電源的紋波調(diào)制了本地振蕩（LO）信號，這時，交流噪聲將會隨著頻率的增加而增大3）。優(yōu)良的整流電路（可以像一個很大的濾波電容一樣限制紋波的產(chǎn)生）和合適的接地措施可以解決這一問題。

圖1指出了接地措施中最為嚴(yán)重的錯誤，必須避免。在接地良好的接收機中，所有的地線都要連接至節(jié)點“B”（“單點”或“星型接地”）。在實際應(yīng)用中， 印制電路或打孔板連線的點對點特性使得“星型”接地難以在最大程度上實現(xiàn)，所以可能有一到兩個額外的接地點。在這種情況下務(wù)必小心以防接地環(huán)路出現(xiàn)。

圖1中的嚴(yán)重錯誤在于直流電源和天線的接地點與放大器的接地點不同。即使接地路徑只有很低的阻抗，直接變頻接收機所需的直流電流由“A”點流向“B ”點并進(jìn)入接收機時還是會形成可觀的噪聲信號。例如，流人接收機的電流為50mA，路徑的直流阻抗為0．05Ω（兩個數(shù)值都是比較符合實際情況的），則將存在 2．5mV的壓降。盡管這看上去是個很小的電壓，但之后經(jīng)過接收機中很常見的80～1ZOdB的增益時這就不再是一個小的壓降了。在這些條件下，即便是直流供電電 壓上最小的紋波也將在接收機的輸出端形成相當(dāng)大的交流噪聲.

圖2中給出了一種針對交流噪聲的解決方案。為了避免接地環(huán)路，該設(shè)計使用了單一接地點。另外，在直流電源的金屬連接上,放置了環(huán)形退耦扼流圈。扼流圈 包括了兩個磁導(dǎo)率（u）介于600～1500的環(huán)形鐵芯，各繞20匝的雙線用作雙線纏繞的導(dǎo)線需要足夠粗，以適合直接變頻接收機電路的電流要求。

當(dāng)然，使用干電池作為直流供電電源也可消除紋波導(dǎo)致的交流噪聲。但即便如此，良好的接地技術(shù)是構(gòu)建高性能接收機的基本要求。