下载文档原格式
零中频架构在接收机中的应用分析零中频架构（zero intermediate frequency architecture，ZIF）是无线电通信中一种新的接收机结构，具有较高的精度和灵敏度。
该架构通过将本振信号与接收信号直接混频，从而消除了传统接收机中的中频电路，极大地降低了对射频前端的要求。
本文将对零中频架构在接收机中的应用进行分析。
首先，相较于传统接收机，零中频架构使得接收机不再需要进行中频变换，从而消除了中频放大器、滤波器等中频电路。
这不仅简化了接收机结构，也大大降低了接收机功耗和成本。
此外，零中频架构还能够改善接收机的线性度和动态范围，从而提高接收机灵敏度和抗干扰能力。
其次，零中频架构在数字信号处理方面也具有优势。
具体来说，传统接收机在进行中频变换后需要将信号进行抽样和量化，这会引入噪声和失真。
而零中频架构则将信号直接混频到基带，避免了中频变换带来的误差，从而减小了数字信号处理中的噪声和失真。
此外，零中频架构也使得数字信号处理的算法更易于实现和优化。
最后，零中频架构还能够应用于多种无线通信标准。
由于零中频架构能够消除中频电路的局限，因此它可以应用于多种频段和带宽，以及多种调制方式和调制速率。
同时，由于零中频架构的低功耗和高精度特点，它也能够应用于低功耗无线通信标准，如物联网、蓝牙等。
综上所述，零中频架构在接收机中的应用具有众多优势。
该架构消除了传统接收机的中频电路，从而简化了接收机结构，降低了功耗和成本，同时也提高了接收机的灵敏度和抗干扰能力。
此外，零中频架构在数字信号处理方面也具有优势，能够减小数字信号处理中的噪声和失真，同时也更易于实现和优化。
最后，由于其适用于多种通信标准，零中频架构有着广泛的应用前景。
差频接收机、零中频接收机和低中频接收机的特点现代通信系统中，无线电通信经常采用超外差接收机。
超外差接收机又分为差频接收机、零中频接收机和低中频接收机。
这些接收机都具有各自特点和适用范围。
本篇文章将介绍这三种常见的接收机的特点和优劣。
差频接收机差频接收机又叫中频放大器接收机，它是将收到的信号变换到固定的中频附近进行放大、滤波和检波的一种接收机。
差频接收机广泛应用于广播、电视、短波和卫星通信等各个领域。
差频接收机的特点如下：特点1.差频接收机主要采用变频器将高频信号变频到中频，中频通常在几百千赫范围内，然后再经过放大、检波、滤波等处理，使得中频附近的信号能够被更好地处理并转换成基带信号。
2.差频接收机对中频的抑制能力强，因此可以减少本地环境中中频信号的干扰，提高接收的信噪比。
3.差频接收机采用中频变换的方式，使得信号的处理更加方便，可以采用先进的数字信号处理技术。
4.差频接收机的灵敏度高，一般可以接收到较低功率的信号。
缺点1.差频接收机对频率的稳定性要求高，要保证中频与声频的稳定性，需要采用较好的频率稳定度的元器件。
2.差频接收机需要设计多级放大器，不利于解决干扰和放大器之间的交叉调制等问题。
3.差频接收机的欠采样带宽存在，使采样频率必须要大于两倍的中频。
零中频接收机零中频接收机也叫直接变频接收机，它的特点是直接把接收到的信号变换成基带信号进行处理，而不像差频接收机一样进行中频变换。
零中频接收机广泛应用于卫星通信、雷达、导航等领域。
零中频接收机的特点如下：特点1.零中频接收机的本地振荡器可以直接调制信号的频率，所以可以避免中频变换及其稳定性和干扰等问题。
2.由于无中频频率的限制，零中频接收机可以节省中频滤波器和放大器部分的复杂度和量。
3.零中频接收机可以直接处理宽带信号，使其更适用于大数据传输和快速采样。
4.零中频接收机的频率选择性较IV阶，利于滤波器设计，抗混频干扰能力较强。
缺点1.零中频接收机需要解决镜像干扰、频率合成相位以及漂移等问题。
零中频解调器与非中频解调器的比较1零中频解调器与非零中频解调器的比较张乃通*摘要本文概述了零中频解调器与非零中频解调器的比较，阐述了零中频解调器的优点、需要解决的问题以及设想。
关键词零中频非零中频解调器接收机随着数字无线电技术的发展，大规模集成的要求越来越高。
接收机的集成碰到了高频滤波器的问题，所以提出了零中频的接收机方案。
下面对零中频接收机与超外差式接收机作一比较，归纳了零中频接收机的优点和需要解决的问题。
1 非零中频解调器所遇到的问题非零中频接收机又称超外差式接收机（Heterodyne Receiver），一般要几次下变频的中频（如图1，只变换了一次下变频的原理），在中频完成解调。
在这种接收机的设计中存在以下几个主要问题：图1 非零中频解调的基本原理1.1镜像频率的抑制* 哈尔滨工业大学航天学院原院长、工程院院士零中频解调器与非中频解调器的比较2下变频过程中会产生有关位于fc-2fi 的镜像频率，在混频之前必须把它抑制掉。
这要 采用高频滤波器实现。
只有当中频很高，镜像与载波相隔很远时才能实现。
但这时，却不 能把临频道干扰有效地抑制掉。
即临频道干扰的抑制和镜频抑制互为矛盾。
即使镜频与载 波相隔很近（例如：fc/fi=10），对高频滤波器的要求也很高，一般要有很高的Q 值（接近50），而且阶数也很高（6阶才可以达到60－70dB 的镜频抑制度）。
1.2镜频的抑制镜频的抑制可以用I/Q 正交结构实现，但是要求I/Q 幅度一致，相位正交，例如5％的幅度不平衡和3度的相位不正交时，镜频抑制度约在26dB，要达到60dB 的镜频抑制度，相位不正交性要小于0.3度，一般集成电路很难实现。
1.3集成度低混频器之后的临频道干扰抑制滤波器也要很高的Q 值和阶数，这样的镜频抑制和临频道抑制滤波器难以集成。
一般要用分离元件构成。
造成体积大，费用较高。
1.4阻抗匹配困难由于镜频滤波器难以集成，低噪声放大器后面要跟一个50Ω的负载，这又要在噪声与线性度之间进行权衡。
零中频与超外差的比较零中频优点：实现简单，不存在镜像频率。
缺点：1.直流偏置。
当本振泄露通过射频输入口进入混频器或者输入信号泄露到本振口进入到混频器后都会引入输出信号有一个直流偏置。
直流偏置一方面恶化了信噪比，另一方面使后级放大电路饱和，无法放大有用信号。
2.I/Q支路需要严格匹配。
混频器需要接收一段频段内信号，而信号带宽往往有限，因此射频输入端无法滤除接收频带内噪声，只能在基带滤除噪声，而基带滤波器需要幅度与相位的严格匹配。
另外在基带对信号进行放大较难，很难保证幅度的一致性，一般做较小的增益放大或者将增益放大全部放在射频输入前端，而为了保证放大器的稳定和避免震荡，一个频段上其增益一般不超过50~60dB。
超外差缺点：1.实现较为复杂，需要两级变频。
2.存在镜频现象。
在第一次变频时位于本振另一侧与有用信号对称的噪声将进入到中频信号，且后面无法滤除。
如果中频信号选择较高的话镜频噪声与有用信号频率偏差大，可以通过射频前端滤波器滤除，但这样给后面的中频带通滤波器带来较大困难，需要很高的Q值（Q值为中心频率比通带带宽），中频采样也需要很高的采样速率；如果选用较小的中频频率时，镜频噪声就全部进入到了有用信号之中。
因此对于超外差结构，中频信号的选择至关重要。
优点：1. 中频的数字下变频较模拟下变频更为精确，对于I/Q两路信号，两路正交数字本振能够做到严格的幅度一致性与相位正交性。
2. 可以将信号增益分散在射频与中频上，而且在中频上做窄带高增益的放大要比射频频率上做高增益放大容易和稳定。
3. 能够在中频上做带通滤波，而不用像基带滤波那样考虑两路滤波器幅度与相位的匹配性。
技术要点：零中频方案要保证I/Q两路信号的正交性，合理设计射频前端增益，保证放大器放大器的稳定性与线性工作范围要求。
超外差结构要合理选择中频信号，权衡接收灵敏度与中频频带选择性的矛盾。
零中频架构在接收机中的应用分析1. 引言1.1 零中频架构概述零中频架构是一种在接收机中广泛使用的技术，它可以将高频信号转换为零中频信号，从而方便后续的信号处理。
在传统的超外差接收机中，高频信号需要通过多级混频器和滤波器才能转换到中频进行处理，而零中频架构则能直接将高频信号转换到零中频进行处理，减少了电路复杂度和功耗。
零中频架构还可以有效抑制高频混频器的非线性失真和相位噪声，提高了接收机的性能和灵敏度。
零中频架构在现代通信系统中扮演着重要的角色，被广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信等领域。
它不仅可以提高接收机的性能，还能降低系统成本和功耗，是一种具有广阔发展前景的技术。
零中频架构的出现极大地推动了接收机技术的进步，为通信行业带来了新的机遇和挑战。
1.2 零中频架构在接收机中的重要性零中频架构在接收机中的重要性体现在其在数字通信领域中的关键作用。
零中频架构可以实现信号的处理和调制解调过程，使得信号能够在各个频段之间进行转换和传递。
通过零中频架构，可以有效提高信号的接收质量和传输效率，从而提升通信系统的整体性能。
在现代通信系统中，零中频架构被广泛应用于各种数字通信设备中，如手机、卫星通信、无线电等。
其稳定可靠的工作原理和高效的信号处理能力，使得接收机能够快速、准确地接收、解码和处理各种信号，保证通信数据的完整性和可靠性。
零中频架构在接收机性能中的重要性还体现在其对信号处理的灵活性和扩展性。
通过零中频架构的应用，可以根据不同的通信标准和要求，灵活调整接收机的参数和频率范围，实现多种信号的同时接收和处理。
这种灵活性不仅提高了接收机的适用性和性能，还为通信系统的升级和扩展提供了更多可能性。
零中频架构在接收机中的重要性不可忽视。
它不仅影响着接收机的性能和稳定性，还直接影响着整个通信系统的运行效率和可靠性。
随着通信技术的不断发展和应用范围的扩大，零中频架构在接收机中的地位和作用将会越发突出，对通信行业的发展将起到举足轻重的作用。
如何应对导致无线电灵敏度下降的诸多原因作者：Arnoldas Bagdona，富昌电子现场应用工程师零中频（零差）接收机在无线电接收机中日益普遍，与旧的和更复杂的架构相比，它提供了几个显著优点。
但由于各种原因的影响，零中频接收机（I F =中频）的灵敏度有所降低。
在了解其灵敏度降低的原因之后，设计工程师就能够采取对应措施，确保其电路拥有可靠的无线电接收功能和足够的范围。
在本文中，富昌电子的现场应用工程师Arnoldas Bagdonas描述了导致零中频接收机灵敏度降低的主要机制，并提出了一些建议的技术和元器件，以帮助开发人员避免受其影响。
零中频接收机：一种普遍选择由于以下三个主要原因，零中频接收机赢得了系统设计人员的支持：当在发送和接收模式之间切换时，它不需要收发器的本地振荡器（LO）改变频率。
这意味着模式之间的转换非常快速。
与传统的超外差接收机结构相比，零中频接收机的零差结构不会产生一个“镜像频率” –一个等于所需频率加上两倍中频的不期望的输入频率。
如果不进行处理，镜像频率会干扰无线电接收。
因此，超外差接收机需要镜像抑制，通常是通过在射频前端增加额外的滤波电路来实现。
而零差接收机则不需要镜像抑制。
最重要的是，信号处理发生在数字领域，这有利于降低系统成本。
当采用匹配的滤波和同步检测技术时，它还支持有效的解调操作。
有关零中频无线电系统的操作和设计的文献相当广泛。
但是，本文第一次给出了这些电路中导致灵敏度降低的机制的完整概述，如图1所示。
它表明，零中频收发机灵敏度降低有两个主要原因：接收机和发射机不匹配，以及接收机侧增加的噪声基底。
图1：显示零中频接收机灵敏度降低的原因的故障树图发射机- 接收机不匹配所发射的信号的频谱和接收机的带宽之间不匹配会导致灵敏度的降低，因为所发送的能量的某些部分不能进入接收机的通带中。
这种情况最常见于系统原型设计的早期阶段，通过分析所选调制参数和方案对运营商频谱的影响可以立即修复此问题。
零中频架构在接收机中的应用分析零中频架构（Zero-IF Architecture），又称为直接转频（Direct Conversion）或基带转频（Baseband Conversion）架构，是一种广泛应用于接收机中的电路架构。
本文将分析零中频架构在接收机中的应用。
零中频架构的基本原理是将接收机的接收信号直接转换到基带频率进行处理，避免了传统接收机中频调谐器和混频器的使用。
在零中频架构中，接收信号首先经过低噪声放大器进行信号放大，然后通过电路将信号直接下变频到基带频率。
与传统的超外差架构相比，零中频架构具有简化电路、提高性能和降低功耗等优势。
零中频架构在接收机中的主要应用之一是数字通信系统。
在数字通信中，零中频架构能够直接将接收信号下变频到基带频率，提供高质量的信号恢复和解调能力。
零中频架构能够通过数字信号处理算法对接收信号进行复杂的信号处理，例如解调、频谱分析和信号调理等。
零中频架构适用于各种数字通信系统，如手机通信、卫星通信和宽带通信等。
零中频架构还可以应用于无线电广播接收机。
在传统的无线电广播接收机中，频率调谐和混频是接收信号必经的过程，会损耗信号质量和增加电路复杂度。
而使用零中频架构可以直接将信号下变频到基带频率，提供更好的信号质量和音频恢复能力。
零中频架构的低功耗特性也使得其成为移动设备和电池供电设备中理想的无线电广播接收方案。
零中频架构还可以应用于雷达和无线电频谱监测系统等应用领域。
在高频雷达中，零中频架构可以提供更好的信号探测和目标跟踪能力。
零中频架构在无线电频谱监测系统中可以实现更高的灵敏度和动态范围，提供更全面的频谱分析和科学研究能力。
零中频架构在接收机中具有广泛的应用前景。
它不仅可以提供高质量的信号恢复和解调能力，还可以简化电路、降低功耗和提高性能。
随着技术的不断进步和应用需求的增加，零中频架构将在各种通信和雷达系统中得到更广泛的应用。
超外差、零中频、近零中频接收机简介：众所周知，射频电路按功能主要可以分为三部分，发射机、接收机和本地振荡电路。
对于接收机来说，主要有三种，超外差接收机(heterodyne receiver)、零中频接收机(homodyne receiver)和近零中频接收机，这三种接收机可以说各有优缺点，那么在设计射频接收机时到底应该应用哪一种呢？本文主要目的就是想根据我阅读的一些文章文献，对于题目中提到的三种接收机的优缺点及应用作一个总结归纳，以便将来设计时应用。
超外差式接收机(heterodyne receiver)：优点(benefits)：1．超外差式接收机可以有很大的接收动态范围2．超外差式接收机具有很高的邻道选择性(selectivity)和接收灵敏度(sensitivity)。
一般超外差式接收机在混频器前面会有一个预选射频滤波器，在混频器后面还会有一个中频滤波器。
这就使得它具有良好的选择性，可以抑制很强的干扰。
3．超外差式接收机受I/Q信号不平衡度影响小，不需要复杂的直流消除电路。
缺点(drawback)：1．由于超外差式接收机一般会用到一级或几级中频混频所以电路会相对于零中频接收机复杂且成本高集成度不高。
2．超外差式接收机会用到很多离散的滤波器，这些滤波器可以是SAW或陶瓷的，但一般比较昂贵，而且体积较大，是的集成度不高，成本也较高。
3．超外差式接收机一般需要较高的功率消耗。
应用：相干检测的方案中(QPSK、QAM)。
零中频接收机(homodyne receiver)：优点(benefits)：1．零中频接收机可以说是目前集成度最高的一种接受机，体积小，成本也很低，但是如果到了VHF频段设计零中频接收机将变得非常复杂、困难。
因为频率越高，IQ解调器所用到的本振很难做到正交，频率也很难做到很准确，一个解决办法就是增加AFC电路，自动控制本振频率。
2．功率消耗较低。
3．不需要镜像频率抑制滤波器，同样减小了体积和成本。
超外差接收机的性能分析引言超外差接收机是一种常用于无线电通信中的接收机，具有优异的抗干扰性能和灵敏度，广泛应用于通信领域。
本文将介绍超外差接收机的原理、性能分析方法和实际应用情况。
超外差接收机原理超外差接收机的原理是将接收信号与参考信号混合后，得到中频信号并进行放大、解调等处理，最终得到音频信号输出。
其中，混频器是超外差接收机中的核心部件。
超外差接收机的性能指标主要包括灵敏度、选择性、动态范围、相邻通道干扰抑制等。
下面我们将对这些性能指标进行详细分析。
灵敏度灵敏度是接收机接收能力的度量，反映了接收机在一定的信号发射功率下，接收到的最小可辨识别信号功率。
灵敏度的提高可以通过增加放大器和提高混频器输出功率来实现。
选择性选择性是指接收机对不同频率信号的响应能力。
一个好的接收机应该具有良好的选择性，即能够有效地区分不同的频率信号并抑制那些不需要的信号。
选择性可以通过使用滤波器来实现，包括低通滤波器、带通滤波器和高通滤波器等。
动态范围动态范围是指接收机在接收强信号时所能处理的最大信号强度和在接收弱信号时所能处理的最小信号强度之间的范围。
动态范围的提高可以通过使用自动增益控制（AGC）技术来实现。
相邻通道干扰抑制相邻通道干扰是一种常见的干扰现象，即接收机在接收一个频率的信号时，同时会受到其它频率信号的影响，导致误码率的升高。
相邻通道干扰抑制是指接收机减少相邻频道干扰的能力，可以通过使用窄带滤波器和数字信号处理来实现。
超外差接收机的实际应用超外差接收机在无线电通信中广泛应用，包括移动通信、卫星通信、导航、雷达等领域。
由于其优异的性能，使其成为许多应用中的首选方案。
例如，超外差接收机在GPS（全球定位系统）中的应用中，可以接收多个卫星的信号，并将这些信号混合后进行处理，从而实现精确的定位。
此外，在数字电视、数字通信等领域也有广泛的应用。
总结本文对超外差接收机的原理、性能分析方法和实际应用情况进行了介绍。
我们可以看到，超外差接收机在无线电通信中具有很大的优势，其性能指标也在不断地提高。
零中频射频接收机技术作者：东南大学射频与光电集成电路研究所李智群王志功2004年7月A版摘要：零中频(Zero IF)或直接变换(Direct-Conversion)接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的特点，正成为射频接收机中极具竞争力的一种结构。
本文在介绍超外差(Super Heterodyne)结构与零中频结构性能和特点的基础上，重点分析零中频结构存在的本振泄漏(LO Leakage)、偶次失真(Even-Order Distortion)、直流偏差(DC Offset)、闪烁噪声(Flicker Noise)等问题，并给出零中频接收机的设计方法和相关技术。
关键词：零中频；超外差；本振泄漏；自混频引言近年来随着无线通信技术的飞速发展，无线通信系统产品越来越普及，成为当今人类信息社会发展的重要组成部分。
射频接收机位于无线通信系统的最前端，其结构和性能直接影响着整个通信系统。
优化设计结构和选择合适的制造工艺，以提高系统的性能价格比，是射频工程师追求的方向。
由于零中频接收机具有体积小、成本低和易于单片集成的特点，已成为射频接收机中极具竞争力的一种结构，在无线通信领域中受到广泛的关注。
本文在介绍超外差结构和零中频结构性能和特点的基础上，分析零中频结构可能存在的问题，并给出零中频接收机的设计方法和相关技术。
超外差接收机超外差(Super Heterodyne)体系结构自1917年由Armstrong发明以来，已被广泛采用。
图1为超外差接收机结构框图。
在此结构中，由天线接收的射频信号先经过射频带通滤波器(RF BPF)、低噪声放大器(LNA)和镜像干扰抑制滤波器(IR Filter)后，进行第一次下变频，产生固定频率的中频(IF)信号。
然后，中频信号经过中频带通滤波器(IF BPF)将邻近的频道信号去除，再进行第二次下变频得到所需的基带信号。
低噪声放大器(LNA)前的射频带通滤波器衰减了带外信号和镜像干扰。
第一次下变频之前的镜像干扰抑制滤波器用来抑制镜像干扰，将其衰减到可接受的水平。
使用可调的本地振荡器(LO1)，全部频谱被下变频到一个固定的中频。
下变频后的中频带通滤波器用来选择信道，称为信道选择滤波器。
此滤波器在确定接收机的选择性和灵敏度方面起着非常重要的作用。
第二下变频是正交的，以产生同相(I)和正交(Q)两路基带信号。
超外差体系结构被认为是最可靠的接收机拓扑结构，因为通过适当地选择中频和滤波器可以获得极佳的选择性和灵敏度。
由于有多个变频级，直流偏差和本振泄漏问题不会影响接收机的性能。
但镜像干扰抑制滤波器和信道选择滤波器均为高Q值带通滤波器，它们只能在片外实现，从而增大了接收机的成本和尺寸。
目前，要利用集成电路制造工艺将这两个滤波器与其它射频电路一起集成在一块芯片上存在很大的困难。
因此，超外差接收机的单片集成因受到工艺技术方面的限制而难以实现。
零中频接收机由于零中频接收机不需要片外高Q值带通滤波器，可以实现单片集成，而受到广泛的重视。
图2为零中频接收机结构框图。
其结构较超外差接收机简单许多。
接收到的射频信号经滤波器和低噪声放大器放大后，与互为正交的两路本振信号混频，分别产生同相和正交两路基带信号。
由于本振信号频率与射频信号频率相同，因此混频后直接产生基带信号，而信道选择和增益调整在基带上进行，由芯片上的低通滤波器和可变增益放大器完成。
零中频接收机最吸引人之处在于下变频过程中不需经过中频，且镜像频率即是射频信号本身，不存在镜像频率干扰，原超外差结构中的镜像抑制滤波器及中频滤波器均可省略。
这样一方面取消了外部元件，有利于系统的单片集成，降低成本。
另一方面系统所需的电路模块及外部节点数减少，降低了接收机所需的功耗并减少射频信号受外部干扰的机会。
不过零中频结构存在着直流偏差、本振泄漏和闪烁噪声等问题。
因此有效地解决这些问题是保证零中频结构正确实现的前提。
本振泄漏(LO Leakage)零中频结构的本振频率与信号频率相同，如果混频器的本振口与射频口之间的隔离性能不好，本振信号就很容易从混频器的射频口输出，再通过低噪声放大器泄漏到天线，辐射到空间，形成对邻道的干扰，图3给出了本振泄漏示意图。
本振泄漏在超外差式接收机中不容易发生，因为本振频率和信号频率相差很大，一般本振频率都落在前级滤波器的频带以外。
偶次失真(Even-Order Distortion)典型的射频接收机仅对奇次互调的影响较为敏感。
在零中频结构中，偶次互调失真同样会给接收机带来问题。
如图4所示，假设在所需信道的附近存在两个很强的干扰信号，LNA存在偶次失真，其特性为y(t)=a1x(t)+a2x2(t)。
若x(t)=A1cosw1t+A2cosw2t，则y(t)中包含a2A1A2cos(w1-w2)t项，这表明两个高频干扰经过含有偶次失真的LNA将产生一个低频干扰信号。
若混频器是理想的，此信号与本振信号coswLOt混频后，将被搬移到高频，对接收机没有影响。
然而实际的混频器并非理想，RF 口与IF口的隔离有限，干扰信号将由混频器的RF口直通进入IF口，对基带信号造成干扰。
偶次失真的另一种表现形式是，射频信号的二次谐波与本振输出的二次谐波混频后，被下变频到基带上，与基带信号重叠，造成干扰，变换过程如图5所示。
这里我们仅考虑了LNA的偶次失真。
在实际中，混频器RF端口会遇到同样问题，应引起足够的重视。
因为加在混频器RF端口上的信号是经LNA放大后的射频信号，该端口是射频通路中信号幅度最强的地方，所以混频器的偶次非线性会在输出端产生严重的失真。
偶次失真的解决方法是在低噪放和混频器中使用全差分结构以抵消偶次失真。
直流偏差(DC Offset)直流偏差是零中频方案特有的一种干扰，它是由自混频(Self-Mixing)引起的。
泄漏的本振信号可以分别从低噪放的输出端、滤波器的输出端及天线端反射回来，或泄漏的信号由天线接收下来，进入混频器的射频口。
它和本振口进入的本振信号相混频，差拍频率为零，即为直流，如图6(a)所示。
同样，进入低噪放的强干扰信号也会由于混频器的各端口隔离性能不好而漏入本振口，反过来和射频口来的强干扰相混频，差频为直流，如图6(b)所示。
这些直流信号将叠加在基带信号上，并对基带信号构成干扰，被称为直流偏差。
直流偏差往往比射频前端的噪声还要大，使信噪比变差，同时大的直流偏差可能使混频器后的各级放大器饱和，无法放大有用信号。
经过上述分析，我们可以来估算自混频引起的直流偏差。
假设在图6(a)中，由天线至X点的总增益约为100 dB，本振信号的峰峰值为0.63 V(在50 Ω中为0 dBm)，在耦合到A点时信号被衰减了60 dB。
如果低噪放和混频器的总增益为30 dB，则混频器输出端将产生大约7 mV的直流偏差。
而在这一点上的有用信号电平可以小到30 μVrms。
因此，如果直流偏差被剩余的70 dB增益直接放大，放大器将进入饱和状态，失去对有用信号的放大功能。
当自混频随时间发生变化时，直流偏差问题将变得十分复杂。
这种情况可在下面的条件下发生：当泄漏到天线的本振信号经天线发射出去后又从运动的物体反射回来被天线接收，通过低噪放进入混频器，经混频产生的直流偏差将是时变的。
由上述讨论可知，如何消除直流偏差是设计零中频接收机时要重点考虑的内容。
交流耦合(AC Coupling)将下变频后的基带信号用电容隔直流的方法耦合到基带放大器，以此消除直流偏差的干扰。
对于直流附近集中了比较大能量的基带信号，这种方法会增加误码率，不宜采用。
因此减少直流偏差干扰的有效方法是将欲发射的基带信号进行适当的编码并选择合适的调制方式，以减少基带信号在直流附近的能量。
此时可以用交流耦合的方法来消除直流偏差而不损失直流能量。
缺点是要用到大电容，增大了芯片的面积。
谐波混频(Harmonic Mixing)谐波混频器的工作原理如图7所示。
本振信号频率选为射频信号频率的一半，混频器使用本振信号的二次谐波与输入射频信号进行混频。
由本振泄漏引起的自混频将产生一个与本振信号同频率的交流信号，但不产生直流分量，从而有效地抑制了直流偏差。
图8给出一个CMOS谐波混频器，本振信号的二次谐波可通过CMOS晶体管固有的平方律特性得到。
晶体管M3和M4组成的电路将差分本振电压Vlo+和Vlo-转换为具有二次谐波的时变电流，本振信号的基频和奇次谐波在漏极连接处被抵消，产生谐波混频器所需的本振信号的二次谐波电流，实现谐波混频。
闪烁噪声(Flicker Noise)有源器件内的闪烁噪声又称为噪声，其大小随着频率的降低而增加，主要集中在低频段。
与双极性晶体管相比，场效应晶体管的噪声要大得多。
闪烁噪声对搬移到零中频的基带信号产生干扰，降低信噪比。
通常零中频接收机的大部分增益放在基带级，射频前端部分的低噪放与混频器的典型增益大约为30 dB。
因此有用信号经下变频后的幅度仅为几十微伏，噪声的影响十分严重。
因此，零中频结构中的混频器不仅设计成有一定的增益，而且设计时应尽量减小混频器的噪声。
图8所示的谐波混频器中晶体管M1和M2由射频差分信号Vrf+和Vrf-驱动，M1和M2是噪声的主要来源，注入电流Io的作用是减少晶体管M1和M2中的电流，从而减小噪声。
I/Q失配(I/Q Mismatch)采用零中频方案进行数字通信时，如果同相和正交两支路不一致，例如混频器的增益不同，两个本振信号相位差不是严格的90o，会引起基带I/Q信号的变化，即产生I/Q失配问题。
以前I/Q失配问题是数字设计时的主要障碍，随着集成度的提高，I/Q失配虽已得到相应改善，但设计时仍应引起足够的重视。
结语本文讨论了超外差和零中频两种结构的特点，分析了零中频结构存在的本振泄漏、偶次失真、直流偏差、闪烁噪声等问题产生的原因，并给出了零中频接收机的设计方法和相关技术。
■参考文献：1．Behzad Razavi,“Design Considerations for Direct-Conversion Receivers’, IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Analog and Digital Signal Processing, Vol. 44, No. 6, June 1997.2．Asad A. Abidi,‘Direct-Conversion Radio Transceivers for Digital Communications’, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 30, No. 12, Dec. 1995.3．Zhaofeng Zhang, Zhiheng Chen, Jack Lau, ‘A 900MHz CMOS Balanced Harmonic Mixer for Direct Conversion Receivers’, IEEE 2000.图1 超外差接收机结构框图图2 零中频接收机结构框图图3 零中频本振泄漏示意图图4 强干扰信号在偶次失真下产生的干扰图5 射频信号在偶次失真下产生的干扰图6 (a)本振泄漏自混频(b)干扰自混频图7 谐波混频路工作原理More info：Zero –IF：Info1 本振信号频率与射频信号频率相同，混频后直接产生基带信号，而信道选择和增益调整在基带上进行，由芯片上的低通滤波器和可变增益放大器完成。
