低中频接收器中的镜像抑制

学术   2024-12-24 07:46   菲律宾  

从之前关于什么是低中频接收机一文中,我们知道它存在镜像问题,因为它不再是零中频,所以信号不会在基带周围转换,所以我们会遇到镜像问题。为了消除低中频接收机中的镜像问题,我们需要一个镜像抑制接收器。本文,我们设计一个镜像抑制接收器。

设计低中频镜像抑制接收机的两种方法:

  1. 使用 RC-CR 网络进行设计
  2. 数字解决方案

1. 使用 RC-CR 网络进行设计

我们讨论过 RC-CR 网络,但这次我们不会使用 Weaver 结构,因为 Weaver 结构存在次级镜像问题。

为什么我们不能将Weaver 结构用于低中频?

Weaver 结构存在次级镜像问题:

在零中频中可以使用Weaver 架构,在这种情况下通道应该是对称的,如果不对称,我们必须设计正交结构。在当前情况下,由于我们已经知道我们有低中频而不是零中频,我们必须设计一个带有两步混频器的Weaver 架构,我们不能设计正交,因为它不是基带,而且肯定会有一个二次镜像。所以对于低中频使用Weaver 架构不是一个好主意。因此,我们将采用 RC-CR 网络,它是镜像抑制的不错选择。RC-CR 网络是在接收器中实现 90 度相移的方法之一。RC-CR 网络使用两个滤波器: 高通滤波器 (CR) 和低通滤波器 (RC)。

为什么 RC-CR 是低中频镜像抑制的良好选择?

在低中频接收器中使用 RC-CR 网络时存在一个问题:之前我们是在 IF 频率下工作,信道位于下图所示的某个位置。但现在的情况是,通道的 IF 较低,因此下变频通道的中心频率会较低。因此,R 和 C 选择更大的值,但这并不能保证,因为高通滤波器必须非常锐利才能允许我们的信道信号,而这很难设计。因此,我们需要为此找到另一种解决方案。解决方案是将 RC-CR 部分移至架构的开头,即将 90˚ 相移从 IF 路径移至 RF 路径。所以现在我们有了 RC 的 RF 信号,因此我们可以设计 1/R1C1,它是高频的,在设计中不会出现上述问题。此时信号尚未下变频,因此最好将这个 RC-CR 网络移回原位,以实现 90˚ 相移。

2. 数字化解决方案

设计具有低中频镜像抑制功能的接收机的下一种方法是完全进入数字域。如图所示,可以通过数字信号处理将数据数字化,并具有 90˚ 相移。相比于模拟相移将不会有任何问题。这里也有一个问题,ADC 采样频率是接收器信号带宽的两倍,这意味着更大的功率。然而,对于 GSM 等窄带来说,这并不重要。


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最后的话:

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