零中频接收机探讨

        随着信息技术的发展，数字及模拟对信号带宽要求越来越高，传统超外差结构复杂，成本高昂，且带宽增加对带内平坦度带来巨大挑战，大规模数字FPGA的发展，使得采用零中频技术可实现大带宽信号处理，降低硬件成本。

图1 传统超外差接收机结构

        需要考虑镜像抑制，预选滤波，中频滤波，设计结构复杂；可能需要采用多个高中频，带来带内不平坦、杂散等问题。

图2 模拟零中频接收机架构

        没有镜像抑制要求 ；采用相同 ADC 情况下，带宽是超外差架构的两倍；声表滤波器和复杂的 LC 滤波器可以采用简单的低通滤波器替换 。

图3 模拟零中频接收机的挑战

        闪烁噪声对低频影响严重，泄漏（包括本振和射频）产生的直流偏置会将后级ADC推饱和，IQ不平衡直接影响后级解调，需要算法做IQ校准

图4 数字零中频

        由于ADC直接采集射频信号，不需要考虑器件自身的DC失调问题；数字NCO模块可实现完美的IQ信号；不存在模拟混频器和滤波器，线性度更优。缺点是采样带宽大，随着半导体工艺提升，高速AD/DA可达10GSPS甚至更高采样率，可基本覆盖射频段信号直采应用。

射频直采优点

         射频直采极大的降低了射频前端设计难度，由于射频前端只需要对信号进行幅度调理及简单的滤波（提高二阶互调），可以将整个频带的频响做到较高水平。

射频直采难点

        1 、带宽大，射频直采频带需覆盖 10MHz ～ 6GHz 频段 ,AD 采样带宽需要设计到 6.5GHz ，采样需要将射频输入信号变换为差分信号，是否也会涉及到不平衡问题；

        2 、数据量大，数字零中频先采样再做下变频，带宽将是模拟零中频的两倍，数据量较大，数字零中频可配合 ADC 芯片内部 DDC 模块及抽取滤波来降低数据量；信号带宽 450MHz ，基带 IQ 信号我们采用 600MSPS （ IQ 两路，信号带宽是 ±225M 之间 ）， IQ 两路 600MSPS 符号率的信号转换成 1 比特输出速率为： 600MSPS * 2 （ IQ 两路）* 16bit*8/10(204B 协议中的 8b/10b 编码 )=24Gbps