零中频/超外差/正交采样

零中频/超外差/正交采样
在所有的通信书上都会有下面的内容,有的接收机方案采用零中频,而有些采用超外差。下图是个标准的零中频方案。

零中频/超外差/正交采样_第1张图片
正交采样

在具体实现时有下面两种方法:

零中频/超外差/正交采样_第2张图片
正交采样的两种方案

为什么在零中频方案中要用正交的采样/解调呢,只使用其中同相/正交一路会有什么问题呢?

让我们先构造一个已调信号为3250Hz,3450Hz,3800Hz,4000Hz的余弦信号相加;
x(n)=0.02 cos(2π3250n)+0.2 cos(2π3450n)+2 cos(2π3800n)+20 cos(2π4000n)
以3600Hz为本振信号进行混频,下图分别为原始信号/使用同相支路/使用正交支路/正交采样

零中频/超外差/正交采样_第3张图片
本振在信号带内

从图上可以看到仅使用同相分路和正交分路产生信号的频谱,都会产生上下变带的重叠;
如果xcosω_0-ixsinω_0正交采样会把这种重叠去除,得到一个零频的基带信号;
具体过程如下图详解:

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正交采样频谱变化过程

** 超外差 **
以4500为本振

零中频/超外差/正交采样_第5张图片
超外差

以3000为本振

零中频/超外差/正交采样_第6张图片
超内差

如果信号x带宽为B,如果LO位于B内部(一般情况是中心),则是零中频方案,需要正交采样/解调;使用单路会产生LO上下边带重叠;而使用正交采样的方案会去掉这种重叠;
如果LO位于B外部,则是超外差或者超内差方案,这种会把信号搬到基带附近;但是会造成B意外的干扰信号混到基带附近的有用信号中,造成镜像干扰;需要把干扰提前滤波;
如果本振在B带内,则必须使用正交采样/解调;超外差方式可以不用正交采样/解调。

零中频/超外差/正交采样_第7张图片
镜像干扰

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