在通讯体系中,为了易于信号发射以及完结信道复用,传输的信号频率很高,因此信号的频率改换是通讯体系研究的重要内容。依据频率改换前后的状况能够分为下变频(频率削减)和上变频(频率添加)。
一、下变频器
在接纳机中,假如通过混频后得到的中频信号比原始信号低,那么此种混频办法叫做下变频。
下变频的意图是为了下降信号的载波频率或是直接去除载波频率得到基带信号。因为下变频办法的电路简略,本钱较低,所以被广泛运用于民用设备和对功用要求不高的军用设备中。
下变频的办法是将接纳信号与本地振荡器发生的本振信号相乘,然后通过低通滤波器取得变频后的信号。两个相乘信号通过实数或复数表明能够分为实混频和复混频。
下变频办法最大的缺陷是对镜像搅扰的按捺才能较差。
下面简略介绍一下实混频和复混频
1.实混频下变频:
为了将包括所需通道的信号进行下变频,所接纳到的射频信号能够与一个实的本振信号进行混频或相乘,并进行低通滤波,若本振频率为fLO,中频频率为fIF。实混频下变频能够将中心频率坐落fc=fLO+fIF的信号转化为中心频率为fIF的信号。因为选用了实混频,因此还有一个频率转化的进程,即中心频率坐落fM=fLO-fIF的信号也可通过与本振信号相乘滤波而转化为中心频率为fIF的信号。
在中频观察到的信号包括两个不同的信号,别离称为所需信号及其镜像信号,这种现象也称为镜像信号搅扰现象。从另一个视点来看,镜像频率搅扰现象是因为实信号的正频率部分和负频率部分别离向中频移动而发生混叠形成的。
依据本地振荡器的频率fLO低于或高于所需信号的中心频率的状况,镜像信号频率将相应低于或高于所需信号频率。不管何种办法,所需频道与镜像频道之间的距离均为2fIF。
关于镜像信号现象,传统的办法是选用镜像按捺滤波(IR),即通过选用带通滤波器在频率改换之前对镜像信号进行按捺。这需求对中频频率进行正确的挑选:一方面,中频频率应该满意高,因为所需信号与镜像信号之间的距离为2fIF,且镜像按捺滤波器作业在射频,为了能够按捺镜像信号,需求高的中频;另一方面,为了完结高Q值的带通滤波器,以按捺带内的搅扰信号,完结高挑选性的信道滤波,需求低的中频。在接纳机规划中需求进行归纳考虑。
2.复混频下变频:
信号的频谱分为正频率部分和负频率部分,镜像搅扰问题是下变频时由信号的正负频率部分向中频移动而形成的。假如能够将正频率部分和负频率部分相别离,则镜像问题就能够得到轻松处理,这能够通过复信号处理技能来完结。
在抱负状况下,正交下变频技能具有彻底的镜像信号按捺才能,消除了射频镜像按捺滤波器的运用,大大放宽了对模仿射频滤波器的总要求,简化了射频前端,使接纳机集成更为便利。但是,这需求同相信号和正交信号(I、Q信号)两个支路彻底平衡。但在实践运用中,这一点是不可能完结的,镜像信号的按捺才能为20～40dB。
除镜像频率问题外,在频率和相位调制体系中,接纳机解调需求选用正交下变频办法。
二、上变频器
在通讯体系中,为了易于信号发射以及完结信道复用,传输的信号频率很高,因此信号的频率改换是通讯体系研究的重要内容。依据频率改换前后的状况能够分为下变频(频率削减)和上变频(频率添加)。在接纳机中进行的是下变频。下变频的办法是将接纳信号与本地振荡器发生的本振信号相乘,然后通过低通滤波器取得变频后的信号。两个相乘信号通过实数或复数表明能够分为实混频和复混频。
上变频(up conversion),将具有必定频率的输入信号,改换成具有更高频率的输出信号(一般不改动信号的信息内容和调制办法)的进程。 在超外差式接纳机中,假如通过混频后得到的中频信号比原始信号高,那么此种混频办法叫做上变频。因为变频取得的中频频率较高,所以对接纳机中中频扩大、滤波、解调都提出了更高要求,使整个接纳机本钱较高。上变频可取得极高的抗镜像搅扰才能,且可取得整个频段内十分平整的频率响应。归纳以上要素,使这种变频办法一般只要军用等特别场合(如军用电台)得到广泛运用,但在民用级产品中极少见到。
上变频原理:
上变频(up conversion),变频器输入端一起效果着两个信号,一个是输入信号,一个是本机振荡信号。所谓上变频是指这样的变频效果:其输出信号频率高于输入信号频率,亦行将输入信号频率向进步的方向改换。
在高频电子线路中,常常需求将信号的频谱进行线性搬移。所谓频谱线性搬移,是指频谱结构不变,即各个频率重量的相对起伏无变化、频率重量无增减,只是在频率轴上的平行移动。这种频谱搬移不只有利于进步设备的功用,并且能够习惯许多运用体系,比方播送体系、电视体系、移动通讯体系等。
变频电路广泛用于各种电子设备中。最典型的运用便是超外差式接纳机,它将较高的载频变成较低的固定中频,然后进行中频扩大、检波等处理,使整个接纳机的灵敏度和挑选性大大进步。超外差式接纳机正是运用变频电路把不同中心频率的频道信号改换成固定中频信号,而信号的调制办法、频谱结构都不变,进步了接纳机的灵敏度、挑选性和可靠性。
这是变频电路进步设备功用的典型例子。在播送体系中,需求传输几个节目,不同节意图信号分配的频谱不一样,发射机需求把各个节意图信号按预订的频谱组织进行线性搬移。在频率合成器中,常用变频电路完结频率加减运算,然后得到不同的频率,这些频率的安稳度能够与主振荡器的高安稳度相同。在多路微波中继接力体系中,接纳机常常把微波频谱改换成频率较低的中频信号,在中频上进行电压扩大和功率扩大,到达满意的电压增益和功率增益后,再用变频电路把中频信号改换成微波信号,转发给下一站。
由此可见,变频电路的功用是将已调波的载波频率改换成另一个载波频率,一般为固定的中频载波频率,并且坚持其调制规则不变。变频电路是一种频率改换电路,或许说是一种频谱线性搬移电路。
上变频器主要功用是:
将70MHz调相或扫描信号改换到所要求的频率上。上变频器运用体系供给的10MHz频标,确保输出信号的相关性。对上变频器的要求是:满意体系对频带和频率步进量的要求;输出信号具有杰出的噪声功用和杂波按捺;满意高功率扩大器鼓励电平的要求等。
