I/Q 解调的工作原理

　　IQ 解调

　　IQ 解调器的工作原理可通过将其 RF 输入信号 sRF(t) 表示为两个双边带调制正交载波的组合来说明：

　　(1)

　　如图 A 所示，同相分量 I(t) 和正交分量 Q(t) 为基带信号，可被视作一个产生 sRF(t) 的理想 IQ 调制器的输入。

　　图 A：IQ 调制和 IQ 解调的原理。

　　IQ 解调器通过充分利用 sI(t) 和 sQ(t) 之间的正交相位关系实现了 I(t) 和 Q(t)的理想重构。按照希尔伯特 (Hilbert) 变换，-90o相移的频域表示对应于乘法：

　　(2)

　　它可将一个具有以ω=0 为中心的偶对称的频谱转换为一个具有奇对称的频谱，反之亦然。因此，sI(t) 和 sQ(t) 的频谱呈现出不同的对称性;sI(t) 具有偶对称，而 sQ(t) 则具有奇对称。具有偶数 LO (余弦) 的偶数 RF 输入分量 sI(t) 的下变频恢复 I(t)，而具有奇数 LO (正弦) 的 sQ(t) 的下变频则恢复 Q(t)。偶数与奇数的交叉组合其结果为零。

　　LO 输出之间的正交关系上的一个误差φ 会在 I 通道与 Q 通道之间引起串扰。采用 I 相通道作为基准时，一个偶数分量被引入 Q 通道 LO：

　　(3)

　　从而给 Q 通道输出 Qout(t) 增添了一个 I(t)：

　　(4)

　　镜频对消接收器

　　另一种 IQ 解调器应用是具有非零中频频率的镜频抑制 / 对消接收器，如图 B 所示。

　　图 B：Hartley 镜频抑制接收器的工作原理。

　　I 通道保持了 RF 输入信号中的对称性，而 Q 通道则负责将偶数分量转换为奇数分量 (反之亦然)。附加的 90o相移可恢复 Q 通道中的原始对称性，但信号 s1(t) 和 s2(t) 所带的符号相反;s2(t) 的中心频率较高，因此其相位超前于 LO，而 s1(t) 的相位则滞后。与 I 通道相加将重构下变频信号 s2(t);相减则重构 s1(t)。

　　当存在一个正交相位误差φ 或在 I 通道和 Q 通道之间存在增益失配α 时，镜频抑制 (IR) 性能下降。相位误差会在通道之间引起串扰，增益失配则将由于加法器而导致不良对消：

　　(5)

　　图 C 示出了针对不同增益与相位误差组合的结果。小的增益误差所造成的影响要比小的相位误差更大。

　　图 C：镜频抑制与相位误差的关系曲线 (针对不同的增益误差)。