一种基于AD8347的直接式正交接收机的研究文献综述

 2022-11-26 17:29:15

文 献 综 述

  1. 课题研究意义

过去的十几年中,移动通信需求迅速增加。因此急需新的电路技术和射频结构。二十世纪以来,接收机主要是基于两种技术:超外差和直接变频。一直以来超外差都是无线接收机的主流,但是超外差接收机硬件结构复杂,不利于系统集成,从而引发人们去探讨新的接收机结构。随着集成电路技术和射频技术的进步,人们的目光就聚焦在直接变频结构上面。直接下变频接收机的本振与载波频率相同,直接将射频信号变换到基带,因此不存在镜像干扰,不需要镜像干扰抑制滤波器,中频模块的节省可以大大简化系统,有利于系统的集成,同时信号的放大和滤波都主要在基带进行,降低了功耗。由此可见研究直接变频结构是很有必要的。

  1. 研究现状

随着信息时代的发展,无线和移动通信技术的进一步提高,无线及移动通信产品越来越普及,在民用和军用领域都有着很好的运用需求,无线接收机存在于各种无线通信产品中,在无线通信连接中起到至关重要的作用。目前,无线接收机有三个研究方向:一是结构简单,产品成本小且功耗低的接收机;二是软硬件结合,能适应不同系统可重构的数字接收机;三是可支持多种调制方式的宽带接收机[1]。直接变频接收机在某种程度上满足上述要求,因此得到了国内外研究人员的广泛研究和探索。

长期以来,超外差接收机一直处于优势地位,直接变频接收机由于某些技术缺陷一直处于试验阶段,直接变频技术的出现到应用经历了相当长的阶段。1980年,第一个实用的直接变频寻呼机终于诞生,这也是第一个小型化的个人数字通信接收机[2]

接收到的高频信号经过一对正交混频器变频后产生两个正交的零中频信号I和Q,这两个信号随后被低通滤波和限幅放大。由于使用简单的二进制FSK调制,最后的解调甚至可以用一个D触发器来完成。在大量改进的基础上,Philips在其UAA2080系列寻呼机中成功的运用了直接变频结构,32引脚的芯片中包含了低噪声放大器、正交混频器、信道选择滤波器、限幅放大器、FSK解调器以及本振及带隙参考源等电路模块,接收机灵敏度等指标与超外差式相比并不逊色,而片外元件总数不到40个,其中绝大多数是电容电阻,这是直接变频技术开始崭露头角。随着微电子技术的发展,以及新的电路技术应用和新的算法的改进,直接变频正逐步在无线通信领域得到广泛的应用。AD公司是采用这种结构的成员之一,它推出了直接变频接收机芯片组—Othello GSM接收机芯片组[3];Mitel公司已经推出基于直接变频的单片调谐器供数字卫星接收系统使用[4]。以上可以看出直接变频结构是射频结构的大改革,变现了巨大的潜力和商业价值。但是这种结构的问题也比较突出,比如:本振泄露、直流偏移、I/Q失配等问题在目前还需要进一步的研究和解决。

3 接收机的基本组成与性能指标

3.1 接收机的基本组成

接收机首先把从天线接收到的低电平信号进行放大,然后将有用信号与信道噪声和干扰分离,接着解调有用信号,最后放大基带信号以达到所需功率电平。一般接收机由放大模块、

变频模块、频率合成器等主要器件组成,除了这几大模块之外,还有滤波器、衰减器、匹配电阻,天线等器件[5]

3.1.1 低噪声放大器

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