无线通信接收机体系结构

　　无线通信接收机的主要结构如图1所示，图1（a）是超外差接收机（Super heterodyne）的结构，超外差 接收机的发展非常成熟，但由于需要应用到两个以上的本振，多级滤波，因此其功耗和复杂度都比较高。 另外，镜像频谱的抑制也是超外差接收机的一个重要参数。图1（b）是低中频接收机（Low IF），低中频 接收机的中频很低，主要采用镜像抑制接收机的结构进行镜像频谱的抑制，如Hartley接收机和Weaver接 收机，由于中频比较低，因此可以用数字的方法来进行下变频和频谱抑制，低中频接收机面临的难点为镜 像频率和对电路的匹配程度要求高。图1（c）是零中频接收机（Zero IF），零中频接收机的本振信号和 接收到的射频信号处于同一频率，其电路结构比较简单，没有镜像频谱抑制的问题，但是会有直流失调抑 制，以及二阶失真的问题。目前，零中频接收机和低中频接收机是适合于单芯片CMOS实现的接收机。超外 差接收机需要有Quench信号，并且接收机的理论比较复杂，灵敏度相对较低。

图1 无线通信接收机结构

　　根据以上的分析，结合发送电路，选用零中频接收机结构比较合适，主要原因有：，零中频的本振 频率和接收射频信号的频率相同，而读写器接收到的射频信号为电子标签对读写器发射信号的反射，因此 接收电路的本振信号可以和发射信号的本振采用同一本振，可以减小硬件开销和功耗，降低电路复杂度； 第二，根据分析，接收信号的频谱在零频处没有功率分布，在进行适当的滤波以后，零中频接收机的直流 失调对接收机信号功率的影响不大。

　　采用零中频接收机结构，接收机接收到的信号为幅度调制信号：

　　其中Ac为接收的载波信号的幅度，m(t)为有用信号，φc为接收信号的相位。而本振信号为：

　　两者混频以后的信号经过低通滤波以后可以得到：

　　由上面的公式可以看出，两者相位上的差异可能导致接收到的有用信号为零。要消除零点，可以改变进 入接收机混频器的本振信号相位；或者改变发射RF信号的本振频率。这两种办法的缺陷是都必须动态调整 ，并且当标签运动时必须自适应跟踪，—方面需要判决电路，另一方面需要随时改变相位或者频率，在硬 件上开销很大，并且实现困难。

　　经过仔细分析后，采用I/Q两路正交的接收机结构来消除零点效应。当I支路达到零点时，Q支路刚好处于 值。当基带选用合适的合并电路时，利用I/Q两个支路可以有效地避免接收机的零点效应。

　　综合以上结论，在综合考虑电子标签到读写器的编码方案、读写器的硬件和性能要求等方面的因素后， 读写器的接收电路结构选取为I/Q两支路正交的零中频接收机。

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