什么是零中频接收?

mmworld

没有频率了还接收什么
那就直接到基带了吧?

mmworld

本振信号频率与射频信号频率相同，混频后直接产生基带信号，而信道选择和增益调整在基带上进行，由芯片上的低通滤波器和可变增益放大器完成。
零中频接收机最吸引人之处在于下变频过程中不需经过中频，且镜像频率即是射频信号本身，不存在镜像频率干扰，原超外差结构中的镜像抑制滤波器及中频滤波器均可省略。这样一方面取消了外部元件，有利于系统的单片集成，降低成本。另一方面系统所需的电路模块及外部节点数减少，降低了接收机所需的功耗并减少射频信号受外部干扰的机会。
不过零中频结构存在着直流偏差、本振泄漏和闪烁噪声等问题。因此有效地解决这些问题是保证零中频结构正确实现的前提。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

kinpoagilent

零中頻也稱為直接下變頻(或自差)結構，它將資訊直接變換到傳輸頻帶(在接收端則直接從傳輸頻帶恢復資訊)，零中頻概念早在超外差接收機結構出現之前就誕生了。雖然過去它曾經很難實際應用，但其整體結構簡單、零件數目少的優點一直頗具吸引力。零中頻結構中存在非常棘手的直流漂移問題。現在，透過結合先進的技術和良好的設計實踐，許多問題都已得到解決

零中頻雖然解決了接收機必須面對的許多虛假頻率問題，但卻不得不面對相當嚴重的直流漂移訊號。為了解決這個問題，必須考慮溫度和外部因素。由於零中頻接收機結構大都在基頻進行放大，需要匹配和平衡的自動增益控制(AGC)功能。另一個問題是，發射器中的本振洩漏位於頻帶中央，並可能干擾鄰近的接收機。

零中頻接收機

應用零中頻技術時，被解調的訊號以直流為中心，必須面對實際電路導入的各種外部直流漂移的干擾。待處理的訊號中不能含有較大的直流成分，否則無法區分哪一部份直流分量屬於有效訊號。訊號強度的變化範圍約為75dB左右，可能比混頻器固有直流偏置導入的直流漂移弱20～40dB。但最大的問題是這個直流漂移不是固定的，它可能隨時間、電源電壓、溫度等外部條件的變化而變化，最糟糕的是，它還受到增益變化的影響。這意味著需要採用動態直流補償來確保它不對有效訊號產生干擾。

從鄰近表面反射回天線的訊號是一個必須補償的外部因素。根據反射強度和相角的不同，這種途徑引起的直流漂移可能相差很大。如果表面是行動的，其中還會包含一個多普勒成分和一個快速變化的衰減成分。此外，鄰近表面還會對天線本身的電壓駐波比(VSWR)產生影響。如果電壓駐波比由於近場加載而產生變化，訊號就會反射回到混頻級中，進而產生直流漂移。由於這個直流漂移是隨時間變化的，交流耦合或直流反饋迴路的角頻率響應必須快於反射直流漂移的變化。這個頻率通常為100kHz左右。在採集時間線中，必須將這個交流耦合的響應時間納入考慮，採用802.11a協議時尤其如此，因為其報頭僅持續16毫秒。

直流補償問題

對付直流漂移和增益平衡問題的方法有以下幾種：1. 避免使用零中頻。考慮使用超外差技術，此時直流在通帶之外，且訊號可只用一個放大器進行放大。2. 各級都採用交流耦合。3. 採用帶直流反饋的直流耦合(其工作方式與交流耦合有些類似)。

為了使零中頻的概念付諸實用，需要付出許多代價。零中頻接收機透過天線基本上把整個頻譜都接收下來，並經單邊帶下變頻將所需訊號變換到基頻或零中頻頻率。隨後，它使用低通濾波器來濾出感興趣的訊號，再將其放大並進行檢測。合成器與所需訊號處於同一個頻率，下變頻訊號以直流為中心。通常，需要的訊號必須作為一個直流訊號來進行處理，而且必須克服混頻器中一個(相對)較大的直流漂移才能正確檢出。

此外，基頻訊號是複訊號，包含實部和虛部(I和Q)。這兩個訊號的大小可能從幾毫伏到幾伏，必須進行線性放大，同時保持其相對幅度和相位不變。因此，自動增益控制(AGC)電路必須在兩個匹配得很好的AGC放大器中處理大範圍的增益變化。

零中頻耦合選擇

零中頻有兩種耦合方式－－交流耦合或直流耦合。

1. 如果射頻訊號為直接序列擴頻(DSSS)或正交頻分再使用(OFDM)，設計人員可將基頻訊號進行交流耦合，也可將它們交流放大。這消除了零中頻接收機的直流漂移問題。但這種方法有一個困難，它需要的分離電容器器數量很大，並且在每一級中訊號都需要進出晶片。將這些電容器器進行整合是不實際的，因為所需電容器的體積較大。如果前置放大、混頻器、低通濾波器和AGC放大器都整合在同一個晶片上，並且訊號按平衡差分訊號進行處理，那麼每個交流耦合級需要八個接腳和四個電容器。按照這種方法，至少需要兩個交流耦合級。

2. 直流耦合接收機。直流漂移的消除既可透過前面所示的電容器器完成，也可透過實現同一功能的直流反饋技術來完成。這兩種方式都具有Qualcomm的頻率特性。直流反饋技術的優勢在於訊號不必傳輸到晶片外部，而且無需任何分離電容器。

典型的頻譜都包含有許多幅度差別很大的訊號，因此接收機的輸入級應該有具有較寬的動態範圍。在這個頻譜上，所需訊號的頻率或高或低。在頻帶縮減到僅僅包含感興趣的訊號之前，所有的訊號處理工作都必須針對訊號環境的整個頻譜範圍。之後，便只需處理有效訊號的動態範圍了。如果這個訊號可以被交流耦合和硬限制(hard-limited)，處理起來便會很容易。但是，對一個訊號的I分量和Q分量分別進行硬限制將破壞該訊號的相位和幅度特性。由於基頻訊號需要線性放大，因此必須透過一組相互匹配的具有追蹤增益控制的I、Q放大器來進行放大。

此外，由於零中頻接收機沒有中頻級，因此不存在使其覆蓋很寬訊號頻率範圍的問題。主要的限制因素是預選濾波器和射頻放大級的頻寬，以及本振的調諧範圍。掌握了這一點，零中頻就可很容易地覆蓋多個頻帶。

積體電路技術能做到放大器的嚴格匹配，使它能夠完成自動增益控制工作。這些放大器必須在一個很寬的增益控制範圍內在增益和相位上相互匹配。此外，對於封包通訊，增益控制還需要快速實現。例如，IEEE 802.11a的報頭長度僅為16毫秒，自動增益控制和直流補償必須在這段時間內設立起來。

低通濾波器問題

低通濾波器是零中頻接收機中唯一的訊息通道選擇元件，接收機的所有帶內選擇都在這個濾波器中實現。低通濾波器必須處理好本振泄漏和來自混頻器的射頻訊號。例如，802.11a訊號所需低通濾波器的通帶為8MHz，而本振泄漏為5.3GHz，幾乎高了30倍，因此如果零件的自諧振頻率低於這個頻率，五極點巴特沃斯濾波器就不能滿足要求。如果濾波器是主動的，它將含有一個具有增益頻寬功能的增益元件。如果泄漏訊號的頻帶等於或大於放大器的增益頻帶，濾波器仍將無法獲得理想的響應。

此外，如果要舍棄頻率超過放大器轉換率極限的大幅度訊號，結果將會導致嚴重的畸變和交調。因此，可能需要一個被動的集總元件濾波器或將被動和主動濾波器結合起來利用。

低通濾波器的輸出訊號中將含有感興趣的訊號，此外還有噪音和殘留的訊息通道外訊號。在純零中頻情況下，感興趣的訊號佔主要部份，無需再進行額外的濾波。這個感興趣訊號的幅度可以從-95dBm變化到-20dBm(取決於天線情況)，因此必須適應±75dB的動態範圍。這可以透過使用一個不帶任何前置放大的18位元A/D，或是採用60dB的AGC放大和一個8位元A/D來實現。在實現高位數的A/D與滿足平衡AGC放大器的需求之間需要進行折中。如果在A/D變換之前需要進行額外的濾波，則必須透過提高A/D的解析度來實現更大動態範圍。透過採用更高的A/D解析度，既能減輕AGC放大器的總體負擔，又可放寬A/D之前的濾波要求，在這裡可以作出一個折衷。

自動增益控制放大器工作在基頻上，因此它們分別位於I、Q分量的路徑上，必須具有相同的特性。即它們一起接受控制，而且在整個工作範圍內相差不能超過1dB。這些放大器的相位偏移必須在整個控制範圍內匹配，不過，對此要求並不強烈，因為它們的頻寬可能比訊號的頻寬要寬得多。

零中頻接收機在某些方面可以超越傳統的超外差式接收機。它不含有SAW濾波器(其群延遲將使訊號產生畸變)，但另一方面，沒有了高性能的SAW濾波器，也就意味著零中頻接收機的鄰道抑制能力減弱了。此外，除了直流漂移之外，零中頻接收機受虛假頻率的影響大幅增強了。不過，它的功耗稍微高了一些，因為需要利用先進的電路技術來解決零中頻面臨的一些問題。在元件數目方面，零中頻結構具有巨大的優勢，參見圖3。

在零中頻技術中，為了取得必要的I/Q增益和相位平衡，以支援54Mbps OFDM的高誤差向量幅度和訊息噪音比需求，需要採用先進的電路設計，包括透過內部校準來處理訊號損傷。 [br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

yjw

直接变频(Direct-Conversion)或零中频(Zero-IF)的结构存在以下优点：(1)中频频率为零，不存在镜像干扰问题；(2)信道选择在低频进行，可以很方便地利用集成电路对信号进行数字化处理。
[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

HTWO

零中頻技術可使接收部份元件體積大大減少且rf性能還可接受,chipcon有好幾款零中頻的rfｉｃ

rf1234

【文件名】:0614@52RD_零中频射频接收机技术.doc
【简　介】:
【目　录】:
【格　式】:doc
【大　小】:89K
[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

liwm_911

学习中........[em01]

kevin001

谢谢rf1234

liu889900

谢谢!!!

duqingzhao

对于零中频接收机来说，的确有很多需要我们克服 的地方，这也是它具有的优点带来的。一种改进方法是结合了外差式的优点和零中频的优点——低中频体制。大家有兴趣的话可以研究研究。呵呵。

goody

通俗点说零中频技术就是直接实现基带信号和射频信号之间的变换。中频的概念是从超外差方式来的。超外差意思是先变化到中频，经滤波后在变换到射频。


超外差电路的优点；
—中频信号 比射频信号低的多，在中频段实现对优用信号的选择比高频段容易实现，因为低频段的滤波器容易实现
—中频段更容易实现高增益且稳定的放大
—在较低固定中频上解调或A/D变换项对容易
超外差电路缺点；           
—超外差式接收机的组合干扰频滤电多。这是因为混频器不是一个理想的乘发器，而是一个能完成乘法功能的非线性器件。
—镜像干扰严重
—电路复杂、成本较高及PCB布板面积大。


零中频电路的优点；
—零中频方案直接解调，不存在中频频率，因此没有镜像干扰
—接收机的射频部分只包含了射频放大器与混频器，增益不高]，易于满足线性动态范围的要求。
—电路间单、容易集成、成本低、PCB布板面积小。
零中频电路的缺点；           
—本振泄漏。零中频方案的本振频率与信号频率相同，本振信号很容易从变频器的射频口输出，在同过放大器泄漏到天线，辐射到空间，形成对邻频道的干扰。
—解调器偶次谐波干扰。两个频率相近的干扰信号进入解调器，由于解调器的伏安特性非线性偶次项因起的差频直接进入基带信号，造成干扰。
—直流偏差。直流偏差是零中频方案一种特有的干扰，是由自混频引起。。


[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

dz_05

谢谢, 谢谢了哦    [em01]

liwm_911

谢谢!谢谢了,我们做的东西也要用到零中频的知识![em01]

hj26033092

附近是中文的，可以下载看看，学习

superran

现在有真正实现这个技术吗？

tractorsai

MARK!!!!!!!!!!!!