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接收機中的射頻前端設計技術

2014-01-07 來源:微波射頻網 字號:
通過在方程(3)中解FRF,可得到兩個可能產生毛刺的射頻頻率。也就是:

……(4)
以及
……(5)

最常見的毛刺有:

· 鏡象頻率
· 1/2中頻
· 直接中頻提取
· 若干倍的本振頻率
· 本振亂真頻率
· 第二混頻器毛刺(只在雙向轉換接收機中)

在全雙工無線電接收機中,即同時也作為發射機使用的接收機,必須要考慮到兩個額外的響應:全雙工鏡象和半雙工鏡象。定義如下:

全雙工鏡象=Fr-△f ……(6)
半雙工鏡象= Fr+△f/2 ……(7)
這里的Fr是發射機頻率,△f是發射機頻率和接收機頻率之差。

4、互調截獲點

互調截獲點是電路線性度的量測。通過它,可以從輸入信號電平計算出互調失真電平。互調截獲點影響信號的動態范圍,互調截獲點越高,信號的動態范圍越小;反之,互調截獲點越低,信號動態范圍越大。在理論上,互調截獲點有n階,但一般起主要作用的是二階和三階互調截獲點。見圖4,互調截獲點表示的是一個輸入振幅,在該點上,所需基本頻率與不希望信號的輸出振幅相等。

圖4  無線電接收機的n階互調截獲點

二階互調截獲點:

二階互調截獲點(SOIP)取決于信號的二階產物,而且基本電平提高1dB,SOIP則提高2dB。

混頻器的1/2中頻響應可以從二階互調截獲點預測出。1/2中頻互調截獲點取決于射頻信號和本振信號的第二諧波,兩者都是內部產生的(2FRF±2FLO)。1/2中頻抑制由下式給出:

(IP2-S-C)/2 ……(8)

其中,IP2是二階互調截獲點,S是接收機靈敏度,單位為dBm,C是捕獲率或同頻道抑制,單位為dB。

例如,假設接收機的二階互調截獲點為45dBm,靈敏度為-120dBm。如果同頻道抑制為6dB,則半中頻抑制為:

(45 dBm +120 dBm -6 dBm)/2=159/2=79.5 dBm

三階互調截獲點:

在三階互調截獲點(TOIP)上,基本信號和三階產物在振幅上是相等的。基本信號每提高1dB,TOIP則提高3 dB。

TOIP主要反映接收機的互調失真性能。接收機的互調性能定義為接收機靈敏度和信號電平兩者之間的的差,單位為dB,它足以產生特定的干擾電平。從下式可以計算出其值:

IM=(2IP3-2S-C)/3……(9)

這里的IM是互調失真率,單位為dB,IP3是TOIP,S是接收機靈敏度,單位為dBm,C是捕獲率或同信道抑制,單位為dB。

方程(9)只包括一個載波的情況。然而,實際應用的接收機要處理很多載波。對于2F1-F2和2F1+F2來說,諧波的數量是n(n+1),n為當前載波的數量。若是三重脈沖,對于F1+F2-F3情況,需要處理的諧波數量為n(n-1)(n-2)/2。

n階互調截獲點:

如果已知接收機中的信號的輸入電平,就可以利用下式計算出n階互調截獲點的值:

IPN=(nPA-PIMN)/(n-1)(10)

其中,IPN是n階互調截獲點,n是互調截獲點的階,PA是接收機輸入信號功率電平,PIMN是IMD信號的功率電平。

主題閱讀:射頻前端  混頻器
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