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直接变频蓝牙接收机(05-100)

—— 直接变频蓝牙接收机
作者:时间:2009-02-20来源:

  直接变频接收机已长时间存在了。直接变频接收机最简单的形式可认为中频(IF)是直流(dc)0Hz超外差接收机。用dc 中频,信号中心在dc。现在接收机的频率可能是千兆量级,在变频中变频到dc,因此,用“直接变频”或其他通用的名称“ZeroIF“(“零中频”,ZIF)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/91465.htm

  直接变频接收机有些难解决的问题:“dc失调“消除、2阶失真分量(IP2)和1/f噪声。不少问题可能影响对这种接收机的认可,通常这些问题将限制接收机的性能。直接变频接收机与典型的超外差接收机相比,有明显的优点。

  无线装置到处可见,在过去十年中,蜂窝电话蓬勃发展,就是一个很好的例证。随着高科技装置成为普通商品而不是奢侈品,驱使装置成本越来越低。对于蜂窝制造商来讲,成本是最重要的参量。直接变频接收机具有最少的元件数和最低的材料成本。大量的蜂窝芯片供应商,如:ADI、RD和Qualcomm已发布用于下一代芯片组的直接变频接收机。

  是用于无线个人局域网络的协议,是基于特定网络架构基础上的,采用低调制率(0.24~0.32)的高斯频移键控(GFSK)调制。这导致器件的专门问题。但技术所用的调制也适用直接变频。装置要求便宜。因此,采用直接变频接收机使接收机成本最低,这看起来是好的。然而,直接变频的问题需要解决。

  典型的直接变频接收机基本框图示于图1。尽管传统采用线性调制方法,但直接变频接收机对于蓝牙GFSK接收信号也十分方便。

  

  图1 蓝牙接收机中直接变频的基本框图

  蓝牙技术

  在过去5年内所开发的蓝牙技术具有很多潜在的应用。蓝牙技术两个最大的应用是蜂窝电话中无线互联和无人工操作,以及计算机中的无缆线替代。蓝牙是具有独特特性的一个有兴趣的协议,使得可以采用直接变频接收机。在添入研究直接变频接收机要求前,必须考虑蓝牙技术所用的调制,因为这样做使工作比较容易。

  调制

  具有1Mbps原始数据率的蓝牙技术用低调制率(0.24~0.30)和0.5BT的GFSK调制。在基带,这意味着在每个码位不能保证信号穿过OV。因此基带检测选择限定在频率/电压转换器(如鉴别器)。

  最长DH1信息包的频谱示于图2,发送伪随机位序列(PRBS)数据集中在2.4 GHz。注意,信号功率集中在2.4GHz附近。在2.4GHz,功率频谱密度(PSD)最大。

  现在分析干扰对图2所示调制类型的影响。

  在接收机中任何不希望接收的寄生信号称之为干扰。干扰源可以是接收机的外部环境或来自接收机内的源。

  

  FM(调频)是固有非线性过程,在FM中信号电压转换为频偏。信号“时间”表示为:

  S(t)=Accos(wc·t+m·sin(wm·t) (1)

  其中AC为载波信号幅度,wC是载波信号角频率,t为时间,m是调制率,wm是调制频率的角频率。

  特别感兴趣的参量是调制率(m),由下式定义m:

  m=Km·Am/wm (2)

  其中Am是调制信号幅度,Km是电压/频率的定标因数。

  在典型的模拟FM系统中,Km表示调制通路到VCO的增益。然而Km和Am定义与所有FM系统有关偏移参量。因此,调制率可进一步定义为:

  m=wd/wm (3)

  其wd是由调制信号wm所引起的载波信号偏移。

  尽管上述3个方程是从模拟FM系统中假定音调制信号推导而来,但这些方程式可同样应用于FSK数据系统,唯一的显著差别是调制信号在最高数据率(蓝牙情况为1MHz)为位系列。数据流调制载波,数据流中的逻辑1导致正频偏、逻辑0导致负频偏。因此,在FSK数据系统中,最高调制频率是数据率的一半,(即在蓝牙产品中为500kHz)。


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关键词: DC偏移 蓝牙 FM FSK系统

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