下变频

下变频

频率减少的混频信号
在接收机中,如果经过混频后得到的中频信号比原始信号低,那么此种混频方式叫做下变频。下变频的目的是为了降低信号的载波频率或是直接去除载波频率得到基带信号。由于下变频方式的电路简单,成本较低,所以被广泛应用于民用设备和对性能要求不高的军用设备中。下变频方式最大的缺点是对镜像干扰的抑制能力较差。
    中文名:下变频 外文名:down conversion 别名:

概念

在通信系统中,为了易于信号发射以及实现信道复用,传输的信号频率很高,因而信号的频率变换是通信系统研究的重要内容。根据频率变换前后的情况可以分为下变频(频率减少)和上变频(频率增加)。在接收机中进行的是下变频。下变频的方法是将接收信号与本地振荡器产生的本振信号相乘,然后通过低通滤波器获得变频后的信号。两个相乘信号通过实数或复数表示可以分为实混频和复混频。

实混频下变频

为了将包含所需通道的信号进行下变频,所接收到的射频信号可以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。实混频下变频可以将中心频率位于fc=fLO+fIF的信号转换为中心频率为fIF的信号。由于采用了实混频,因此还有一个频率转换的过程,即中心频率位于fM=fLO-fIF的信号也可通过与本振信号相乘滤波而转换为中心频率为fIF的信号。

在中频观察到的信号包含两个不同的信号,分别称为所需信号及其镜像信号,这种现象也称为镜像信号干扰现象。从另一个角度来看,镜像频率干扰现象是因为实信号的正频率部分和负频率部分分别向中频移动而发生混叠造成的。n根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情况,镜像信号频率将相应低于或高于所需信号频率。无论何种方式,所需频道与镜像频道之间的间隔均为2fIF。

对于镜像信号现象,传统的方法是采用镜像抑制滤波(IR),即通过采用带通滤波器在频率变换之前对镜像信号进行抑制。这需要对中频频率进行正确的选择:一方面,中频频率应该足够高,因为所需信号与镜像信号之间的间隔为2fIF,且镜像抑制滤波器工作在射频,为了能够抑制镜像信号,需要高的中频;另一方面,为了实现高Q值的带通滤波器,以抑制带内的干扰信号,实现高选择性的信道滤波,需要低的中频。在接收机设计中需要进行综合考虑。

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