什么是零中頻技術
首先明確,零中頻可以說是一種技術,引申出來零中頻電路,再引零中頻電路出來的信號(零中頻信號I,Q)
1. 零中頻技術的發展大約經歷了10年歷史;(非正題,少說)
無線電信號RF(射頻)進入天線,轉換為IF (中頻),再轉換為基帶(I,Q信號),但仍然是較低的頻率。
接收: 射頻 -> 中頻 -> 基帶
發射: 基帶 -> 中頻 -> 射頻
傳統接收在射頻信號和基帶之間的轉換分為多步(一下變,二下變)進行,首先:射頻和中頻之間轉換,然后中頻和基帶間轉換。(中間要轉就得有濾波,SAW )
接收機的射頻和中頻鏈路都有聲表濾波器。零中頻技術只是取消中頻濾波器,而且目前只有在某些對抗干擾要求不高的應用(手機也算)才選用零中頻技術,零中頻技術仍然有許多技術問題需要解決。有了零中頻技術的應用將使得GSM系統對中頻濾波器的需求才得以減少,體積才得以下來。
隨著移動電話向多頻段、多模化方向發展,手機內聲表濾波器的個數會不斷增加。根據結構的不同,一個雙頻手機有多達七個聲表濾波器,其中只有兩個是中頻濾波器。采用"零中頻技術"可省略無線通信系統中的中頻濾波級,達到削減整機成本的目的。雖然零中頻技術已發展多年,并且某些類型的尋呼和GSM手機也已采用,但是目前的零中頻技術無法滿足電路對高性能的要求。
零中頻接收技術,即RF信號不需要變換到中頻,而是一次直接變換到模擬基帶I/Q信號,然后再解調
2. 零中頻信號I,Q如何而來?
"中頻變頻模塊"(確切的說"零中頻變頻模塊")包括第二本振信號、混頻器、低通濾波器和放大器。輸入的中頻信號首先被移相90°成為兩路正交信號,再與從頻率合成器來的第二本振信號及其90°移相信號(在其內部,注意經過"小數"分頻,讓你覺得13-13等于0了吧)進行混頻輸出以得到發端的語音信號(與一般的混頻器不同,在正交直接混頻處理之后的信號即為模擬基帶I/Q信號。由于此處I/Q信號的電平幅度還比較小,不能滿足I/Q解調器的輸入門限電平要求,故需要進行進一步的放大。模擬I/Q信號放大器采用增益可編程放大器,放大后的模擬I/Q信號再送到后面的基帶專用集成電路(ASIC)進行解調(包括信道解碼和13kbps話音解碼)
"中頻變頻模塊"語音信號是中頻信號,是個FM信號,用頻譜測一下;Q信號對于FM信號中心頻率產生90°相移,自己測一下;I信號加到解調器,Q信號(經過對I信號中心頻率移相)也送到解調器,當I=Q(信號瞬時頻率)時,Q信號與I信號經解調器解調,輸出為0;當I信號大于或小于Q信號頻率時(大小67.707K)時,經解調產生與原調制信號成比例的輸出電壓,經過解調輸出的是數字信號270.833Kb/S,然后再進行數字信號的處理工作,要變成語音信號,還有好多,好多.....
PLL: 新一代時脈產生器架構中最主要的核心,少不了相位鎖定回路〈Phase Locked Loop,PLL〉這個部分。鎖相回路發展至今已有幾十年的歷史了,大部分用來作為對時脈或頻率的精確控制,舉凡電視收音機等無線電波的頻率調諧或是CD與PC等數字產品的時脈控制的場合,皆可使用PLL來設計頻率控制回路,以簡化電路的復雜度,增加精確性。
PLL的主要原理,基本是一種類似運算放大器般的負反饋電子電路結構,PLL主要有兩個輸入端,分別是〈參考輸入頻率,晶體作為基準參考,與〈反饋輸入頻率,Fvco〉,共同連接到PLL內部的第一個組件〈相位/頻率檢測器,Phase/Frequency Detector,PFD〉。相位/頻率檢測器會比較參考頻率與反饋頻率兩者間的差別,檢測出兩者間的相位與頻率的誤差量,當參考頻率高于反饋頻率時,PFD Up端會輸出Up脈波;反之若是參考頻率低于反饋頻率時,PFD Dn端會輸出Dn脈波。相位/頻率檢測器產生的脈波信號隨后經由〈電流控制器,Charge Pump〉與〈回路濾波器,Loop Filter〉,轉換成為最后一階〈電壓控制振蕩器,Voltage Controled Oscillator VCO〉的控制電壓,產生Fvco時脈訊號的輸出。
如果將此輸出的時鐘脈沖訊號直接連接到收音機的振蕩回路,就形成了所謂的「相位鎖定回路」,此時收音機振蕩頻率(Fvco)的時鐘脈沖訊號將會被用來鎖定參考輸入頻率(Fref),此時的收音振蕩頻率永遠與參考頻率同步保持一致,當反饋輸入頻率(Fvco)與參考輸入頻率(Fref)的頻率與相位一致時也就是整個相位回路已經鎖定了(Locked)。即收音振蕩頻率與參考頻率處于同頻率同相位的狀態。 這就是數調機為什么頻率始終保持精確穩定的原因。
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