无线通信系统和收发信机结构.ppt

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1、《射频集成电路设计基础》讲义东南大学射频与光电集成电路研究所陈志恒,Nov-4,2002无线通信系统和收发信机结构Q概述Q混频：更数学地看问题Q无线接收机*超外差(Super-heterodyne)结构*零中频接收机*镜像抑制接收机*低中频结构*二次变频宽中频接收机Q无线发射机Q附录*镜像抑制混频原理推导Q参考文献1of28概述•接收机或发射机是一个系统，系统级的设计和优化具有更重要的意义–决定总体大小、功耗、性能–协调各电路模块，确保达到指标•收发机(Transceiver)结构对电路设计的影响–片外元件的数量和种类–电路的复杂度–各级电路的工作频率、增

2、益、噪声系数、线性度、功耗•收发机结构对集成度和成本的影响–PCB线路的复杂度–片外元件，尤其是高Q值滤波器、谐振器的费用–元件安装(焊接)的成本–电路调试的费用射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>概述射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>概述2of28中频(IntermediateFrequency)我们已经知道了无线通信中使用高频载波来传输信号的必要性，现在来看一下接收信号时降低频率的必要性–射频信道选择的困难»»即使可以达到这么高的Q值，滤波器通带内的损耗和带外(相邻信道)的衰减也将带来极大的问题»数字信号处理技术可以实现近

3、乎理想的滤波器，但是直接在射频频率进行数模转换并不现实»因此，射频滤波器只能用作整个系统频段的选择，滤除频段外的干扰，信道的选择(模拟或数字滤波)需要在较低的频率(中频)进行–中频频率的选择»镜像频率和镜频抑制(ImageRejection)»邻信道干扰和选择性(Selectivity)»避开其它干扰(如某些时钟和参考信号及其谐波频率)200kHz对于GSM系统，Q9-----------M------H----z--=45003of28混频：更数学地看问题射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>混频：更数学地看问题(1)(2a)(2b)但是复

4、信号可能只存在单边频率分量，例如(3a)(3b)•实信号的Fourier变换：正负频率分量同时存在且互为共轭，即xtXjXj=X–j例如2112cosct---+c+---–cjj22sinct---+c–---–ce–jct=cosct–jsinctce–jct+4of28•混频：时域相乘=频域卷积=频谱搬移–上变频：基带射频xtcosctxtcosctccccXj射频集成电路设计基

5、础>无线通信系统和收发信机结构>混频：更数学地看问题5of28–下变频：射频基带cosLOtLOLOLOLOIFIFRFIFccIFc–LO=IFIFIF射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>混频：更数学地看问题6of28–镜像频率cosLOtLOLOccLOIFIFRF+IMGIF+InterferenceIFIFLOIFLOIFIFIFLOIFIF射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>混频：更数

6、学地看问题7of28–复混频1e–jLOtLOccLOIFIFxtyIt+jyQtcosLOt射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>混频：更数学地看问题LO–sintyItxt090cosLOtyQtI:In-phase,同相Q:Quadrature,正交8of28–复混频2cosct–jsinctLOcLOIFIFyIt+jyQtLOcost–sinLOtyItxItyQtxIt+

7、jxQt射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>混频：更数学地看问题xQtyIt=xItcosct+xQtsinctyQt=xQtcosct–xItsinctcosLOt9of28无线接收机•接收机概述BB»在不造成接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益，抑制后续电路噪声射频集成电路设计基础>无线通信系统和收发信机结构>无线接收机LORFFilter1»选择工作频段，限制输入带宽，减少互调(IM)失真»抑制杂散(Spurious)信号，避免杂散响应»减