超外差原理由E.H.阿姆斯特朗于1918年提出!
BPF (1)
LNA R F
IF RFLO
BPF (2) LO
IF Amp
BPF (3)
本振(LO)
单次变频超外差式接收机结构框图
解调 4
单次变频超外差式接收机结构特点
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1. BPF1作频带选择, BPF2作信道选择,实现 了频带选择和信道的分离;
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电子科技大学通信射频电路-无 线通信收发系统结构-3-6.
无线收信机射频前端功能及性能参数
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功能
从复杂的电磁波谱中选择出微弱的有用信号，经 下变频、放大后, 解调出基带信号。
主要性能参数
① 选择性:消除/减少干扰信号 和寄生频率信号影响
② 灵敏度:保证特定通信距离 和正确解调所要求的最小 输入信号强度
2. 自混频,造成输出信号直流漂移
低噪放
A
B
低通滤波器 C
X 模数转换
本振泄漏
低噪放 A
cos ωLO t
B
（a） 低通滤波器 C
率滤除，这样会降低中频输出的信噪比。
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例：一个单次变频超外差式接收机的镜像干扰问题
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A电台：14.09 MHz 100 W
B电台：15.00 MHz 10 kW
混频
滤波 中放 解调 低放 喇叭
ƒR
ƒI
预选器频响曲线
预选器
ƒLO
本振 LO
ƒIM=ƒR+2ƒI
ƒ1
ƒ2
ƒI = 455kHz
ƒ
混频器非线性导致产生各种组合频率信号
若组合频率分量落在中频带宽内,即形成干扰信号。
解决方法:减小混频器非线性
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单次变频超外差式接收机结构缺点（续）
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2.存在镜像频率信号干扰 镜像频率
“镜频干扰”的产生
有用的射频信号和镜像频率信号经过下变频后，
频谱交叠在一起，无法用中频滤波器将干扰信号的频
③ 动态范围: 正确解调的输入 超外差式收信机射频前端结构 信号变化范围
放大小信号过程中须做到低噪声，新引入的噪声将2 影 响收信机的接收灵敏度。
无线收发机射频前端功能及指标参数
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无线收发机射频前端功能
① 无线信息发射 ② 无线信息接收
无线收发机工作方式
半双工、全双工
主要性能参数
① 频谱纯度 ② 发射功率 ③ 系统效率 ④ 选择性 ⑤ 灵敏度 ⑥ 动态范围
典型无线收发机结构
对于收发一体机，当其共用/复用天线 时，收发信道必须有良好的隔离度。
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&1.2 无线收信机结构及特点
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收信机的主要结构及特点
1. 超外差式接收机(单次变频、两次变频) 2. 零中频接收机 3. 低中频接收机 4. 镜频抑制接收机 5. 全数字接收机
单次变频超外差式接收机
IFA ƒIC DSP ADC 信源
一个典型的GSM手机收发系统框图
单次变频超外差式接收机结构适用于信号载频
远高于中频频率的情况,存在选择性和灵敏度之间
矛盾。
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DCS1800/PCS1900 单次变频采样接收机实现
方案
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二次变频超外差式接收机
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RF IF 1
IF 1 IF 2
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CDMA-2100 2次变频中频采样接收机实现方案
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二次变频超外差式接收机设计原则
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1. 第一中频ωIF1尽量高以便于抑制镜像干扰。 2. 第二中频ωIF2尽量低以便于抑制邻道干扰
（信道选择性好），降低解调器技术难度。 3. 信道增益的大部分由IFA2完成。
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零中频(直接下变频)接收机
BPF LNA
BPF IF1
BPF
IF2
解调
(1)
(2)
Amp
(3)
Amp
(1)
(2)
LO1
LO 2
本振1 (LO1)
本振2 (LO2)
二次变频超外差式接收机结构框图
二次变频超外差式接收机特点
1. 第一中频高有利于镜频抑制，频带选择性好;
2. 第二中频低有利于IFA稳定性，降低解调器技 术要求。
解：高本振情况 fLOfRFfIF945~970M Hz fimfRF2fIF955~980M Hz fRF位于频段低端，fim位于频段内高端。 低本振情况
fLOfRFfIF925~950M Hz fimfRF2fIF915~940M Hz
fRF位于频段高端，fim位于频段内低端。
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从上可见选择fIF=10MHz,无论选择高本振或低 本振时, fim都位于有用频带之内,无法用BPF1滤掉, 电子科技大学 成为干扰信号!
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LPF
限幅检测
本振
BPF
LNA
π/2 LPF
限幅检测
零中频接收机结构框图
零中频接收机特点
1.结构简单。 2.ω频L到O=基ω带RF信，号从，而不将存调在制镜的像RF干信扰号; 直接变16
零中频接收机缺点
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1. 信道间隔离度差(频率窜透)
ωRF=ωLO，大功率本振信号向天线端窜透，对 附近邻信道通信造成干扰(本振泄漏);
BW=200KHz(信道带宽） 多址方式:FDMA/TDMA
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ƒR LNA
R T
ƒIR IFA
ƒIR=ƒR-ƒL
ƒIR ADC DSP
终端
RF OSC
ƒL
ƒR=935-960 MHz ƒC=890-915 MHz ƒL=912.5-937.5 MHz
ƒC PA
ƒIC
ƒC =ƒIC+ƒL 下/上变频
2. 合理分配了系统增益, 降低了RF LNA的 增益要求,使RF LNA稳定性好.
3. 在较低固定中频上放大，ADC和解调较容 易。
IFRFLO
BPF
LNA R F
BPF
IF Amp
BPF
1
2
3
LO
本图
解调 5
单次变频超外差式接收机结构缺点
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1.存在组合干扰(寄生通道干扰)
若fIF增大至70MHz，则采用高本振或低本振， 镜频都不会进入通信射频频段，故可用BPF1滤除掉, 从而消除镜频干扰。
GSM移动通信系统特点
下行频段935-960MHz （频带宽度：25MHz） 上行频段890-915MHz （频带宽度：25MHz） 收发双工间隔:45MHz
fI=22.5MHz（普遍采用）
14.09 14.54515.00
（MHz）
ƒR ƒL ƒIM
解决方法:阻止镜像频率信号进入下变频器
1. 使用镜频抑制滤波器：
fIF=or>BW60dB/4
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2. 选择高中频:将导致信道选择性变差
例：GSM下行频段935-960MHz，若选fIF= 电子科技大学 10MHz，试确定本振频率及干扰镜频频段。