每日碎碎念
今天坐到北京的工位前了,感覺心態恢復成正常工作模式了。
上周,隊友去深圳出差,我也跟著去了,去逛了一下傳說中的華強北。從里面的布局來看,感覺和北京的中發差不多,但是人氣顯然是要旺很多。
我們去的時候,差不多都下午5:00多了,但是看商家們都還沒有下班的打算,里面的客戶也不少,還有很多外國友人。
在深圳期間,雖然正常更文,但是總覺得像周六日。上周一的時候,我想問平臺客服一點問題,但是最后沒問,就是覺得是周末,人家在休息;等到周二的某個時刻,才覺悟了。說來也挺分裂的,從我知道要更文,說明我大腦的某一部分知道不是周六日;但是大腦的另一部分,又覺得是休息日。
從深圳回到北京后,發現倆小娃生病了,腸胃炎,上吐下瀉。老人們怕我們在外面擔心,沒告訴我們,硬是自己撐著帶了幾天,累蒙蒙了。
回到家后,開始接替老人,顧娃。好在幾天之后,娃娃們的健康都恢復了。
接著我清明回了趟老家,然后今天回到了北京。

每日正文
(1)什么是鏡像?
當輸入信號RF與本振LO,通過混頻器進行混頻的時候,會產生輸出信號IF。
假設本振信號的頻率為wLO,中頻的頻率為wIF,則當輸入頻率為wLO+wIF以及wLO-wIF時,都會產生同樣頻率的中頻。
即:

如果其中一個是有用信號,記為win;那么另外一個就是有用信號的鏡像干擾,記為wim。
(2)?實際中什么會產生鏡像干擾?
無線通信的環境其實是比較擁擠的,有限的頻譜,被各種無線標準使用著。
遵守這些標準的發射機發射的信號頻率,說不定就正好落在鏡像頻率處。
那如果這個現象發生的話,就如上面所看到的那樣,鏡像干擾也會和本振進行混頻,落入中頻帶內,影響有用信號的SNR。
而且,鏡像干擾的功率,有時候要比有用信號的功率高很多,因此需要合適的鏡像抑制比。
(3)?怎么來實現鏡像抑制呢?
在超外差接收機中,主要是靠混頻器前面的鏡像抑制濾波器;在零中頻和低中頻接收機中,則主要靠正交混頻器,這個后面的文章再講。
今天主要講超外差接收機中的鏡像抑制的方法。
在超外差接收機中實現鏡像抑制,主要靠混頻器前面的鏡像抑制濾波器。

這個鏡像抑制濾波器,不一定是放在LNA的后面,只要保證在進入混頻器之前,整體的抑制度滿足相應的要求就可以。
當鏡像抑制濾波器的抑制度要求很高,而一級濾波器很難滿足要求時,也可以由多級濾波器來分擔。比如說,LNA前面的預選濾波器,也可以提供一定的鏡像抑制度。
(4)?如果空間中沒有任何干擾,有時候也需要濾波器。
如果沒有空間干擾,是否可以設計如下圖所示的無濾波器的前端電路呢?

答案是不一定,取決于LNA的工作帶寬。
如果LNA本身的帶寬比較窄,可以抑制鏡像頻率處的熱噪聲,那可以。
但是如果LNA的工作帶寬比較寬,對鏡像頻率處的熱噪聲沒有抑制度或者抑制度不夠,那就不行。
為啥呢?
因為鏡像干擾即使沒有,在鏡像頻率處,還是會有熱噪聲的存在。因此,有用信號,有用信號頻段處的熱噪聲,鏡像頻率處的熱噪聲,都會下變頻到中頻處,從而惡化信號的SNR,導致更高的噪聲系數,如下圖所示。

(5)?鏡像抑制和信道選擇之間的折中
鏡像抑制和信道選擇之間的矛盾,主要是體現在各自的濾波器上。
如果是一次變頻的超外差設計,那中頻頻率選擇的越大,鏡像抑制濾波器就越好做,信道選擇濾波器就越難做;中頻頻率選擇的越小,鏡像抑制濾波器就難做,而信道選擇濾波器的要求降低。
因為IF選擇的大,那鏡像頻率就離有用頻率遠,抑制度容易達到;但是同時也意味著信道濾波器的載波頻率變高,想要濾除同樣頻率偏移處的干擾,難度增加。
IF選擇的小,鏡像頻率離有用頻率就近,對濾波器的Q值的要求增加,抑制度難滿足;但是同時也意味著信道濾波器的載波頻率變低,濾除同樣頻率偏移處的干擾的難度下降。

所以,如果找不到平衡點的話,就會把變頻次數增加,先變到高IF,滿足鏡像抑制指標;再變到低IF,滿足信道選擇的要求。
參考文獻:razavi,射頻微電子

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