下變頻

下變頻

頻率減少的混頻信号
在接收機中,如果經過混頻後得到的中頻信号比原始信号低,那麼此種混頻方式叫做下變頻。下變頻的目的是為了降低信号的載波頻率或是直接去除載波頻率得到基帶信号。由于下變頻方式的電路簡單,成本較低,所以被廣泛應用于民用設備和對性能要求不高的軍用設備中。下變頻方式最大的缺點是對鏡像幹擾的抑制能力較差。
    中文名:下變頻 外文名:down conversion 别名:

概念

在通信系統中,為了易于信号發射以及實現信道複用,傳輸的信号頻率很高,因而信号的頻率變換是通信系統研究的重要内容。根據頻率變換前後的情況可以分為下變頻(頻率減少)和上變頻(頻率增加)。在接收機中進行的是下變頻。下變頻的方法是将接收信号與本地振蕩器産生的本振信号相乘,然後通過低通濾波器獲得變頻後的信号。兩個相乘信号通過實數或複數表示可以分為實混頻和複混頻。

實混頻下變頻

為了将包含所需通道的信号進行下變頻,所接收到的射頻信号可以與一個實的本振信号進行混頻或相乘,并進行低通濾波,若本振頻率為fLO,中頻頻率為fIF。實混頻下變頻可以将中心頻率位于fc=fLO+fIF的信号轉換為中心頻率為fIF的信号。由于采用了實混頻,因此還有一個頻率轉換的過程,即中心頻率位于fM=fLO-fIF的信号也可通過與本振信号相乘濾波而轉換為中心頻率為fIF的信号。

在中頻觀察到的信号包含兩個不同的信号,分别稱為所需信号及其鏡像信号,這種現象也稱為鏡像信号幹擾現象。從另一個角度來看,鏡像頻率幹擾現象是因為實信号的正頻率部分和負頻率部分分别向中頻移動而發生混疊造成的。n根據本地振蕩器的頻率fLO低于或高于所需信号的中心頻率的情況,鏡像信号頻率将相應低于或高于所需信号頻率。無論何種方式,所需頻道與鏡像頻道之間的間隔均為2fIF。

對于鏡像信号現象,傳統的方法是采用鏡像抑制濾波(IR),即通過采用帶通濾波器在頻率變換之前對鏡像信号進行抑制。這需要對中頻頻率進行正确的選擇:一方面,中頻頻率應該足夠高,因為所需信号與鏡像信号之間的間隔為2fIF,且鏡像抑制濾波器工作在射頻,為了能夠抑制鏡像信号,需要高的中頻;另一方面,為了實現高Q值的帶通濾波器,以抑制帶内的幹擾信号,實現高選擇性的信道濾波,需要低的中頻。在接收機設計中需要進行綜合考慮。

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