與以往相比，下一代無(wú)線系統(tǒng)的基站接收器必須以更低的成本實(shí)現(xiàn)更高的性能。而直接轉(zhuǎn)換接收器正是解決這對(duì)矛盾的理想方案。雖然這個(gè)方案在過(guò)去也曾被用于不同的設(shè)計(jì)中，但其性能受到包括解調(diào)器在內(nèi)的現(xiàn)有硬件的限制。幸運(yùn)的是，隨著商用集成電路（ic）正交解調(diào)器性能的改善，使直接轉(zhuǎn)換接收器設(shè)計(jì)成為傳統(tǒng)超外差接收器架構(gòu)之外的另一可行的選擇方案。

　　想要更好地理解直接轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢(shì)，只要通過(guò)與超外差系統(tǒng)的接收器方案進(jìn)行比較就一目了然了（圖1）。超外差系統(tǒng)接收器方案因其高選擇性和靈敏性而被普遍采用。在超外差接收器中，接收到的rf信號(hào)先經(jīng)首個(gè)rf預(yù)選濾波器濾除頻段外的信號(hào)，然后通過(guò)低噪聲放大器（lna）放大。位于lna輸出端的第二個(gè)rf預(yù)選濾波器提供額外的過(guò)濾以削弱鏡頻中的干擾信號(hào)。通過(guò)將降頻轉(zhuǎn)換混頻器與本機(jī)振蕩器（lo）相聯(lián)，處理過(guò)的信號(hào)被轉(zhuǎn)換成較低的中頻（if）。if必須足夠高才能使鏡像頻道降至濾波器的停止頻段內(nèi)。出于對(duì)鏡頻抑制的考慮，if應(yīng)為載波頻率的10%附近。rf預(yù)選濾波器能去除頻段外能量，拒絕鏡像頻段信號(hào)。超外差接收器在if和基帶級(jí)執(zhí)行頻道過(guò)濾功能，對(duì)這些元器件提出非常高的動(dòng)態(tài)范圍要求。

圖1：簡(jiǎn)化的超外差接收器模塊圖

　　針對(duì)基站的超外差接收器，固定增益lna常被用于接收信號(hào)的最初放大。包括噪聲在內(nèi)的整個(gè)通帶頻率轉(zhuǎn)換成固定if。雖然仍需要一個(gè)高lo功率（大于+10dbm）來(lái)驅(qū)動(dòng)這一混頻器，但為了降頻轉(zhuǎn)換，無(wú)源（二極管）混頻器還是最常用以滿足高線性和低噪聲動(dòng)態(tài)范圍要求的混頻器。由于無(wú)源混頻器的典型特點(diǎn)是lo至if的隔離性差，這使得接收器if部分的lo過(guò)濾變得復(fù)雜化。在混頻器的if輸出端，有用信號(hào)頻道處于if頻道選擇濾波器的中心位置，此濾波器用于去除無(wú)用的相鄰頻道或相隔頻道。

　　緊隨if頻道選擇濾波器之后，可用頻道經(jīng)可變?cè)鲆娣糯笃鞣糯蠛螅庹{(diào)到基帶中進(jìn)行信號(hào)處理。高品質(zhì)因數(shù)（q）的if頻道選擇濾波器讓可用信號(hào)順利通過(guò)，將包括振幅較大的備用頻道信號(hào)在內(nèi)的無(wú)用信號(hào)排除在外。然而，這樣的選擇濾波器非常昂貴，不合理地提高了超外差接收器的成本。此外，高q濾波器的插入損耗通常很高，需要lna和混頻器級(jí)的額外增益以抵銷濾波器損耗和降低vga噪聲指數(shù)。

　　由于在基站接收器中l(wèi)na增益固定，混頻器必須達(dá)到很高的線性度才能滿足系統(tǒng)嚴(yán)格的動(dòng)態(tài)范圍要求。此外，if頻道選擇濾波器擁有能精確調(diào)整到所需頻道帶寬的頻率響應(yīng)功能。if頻道選擇濾波器的不靈活性限制了接收硬件，使后者只能適應(yīng)單一的rf標(biāo)準(zhǔn)。由于無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的多樣性，新型接收系統(tǒng)必須在用于支持某一種標(biāo)準(zhǔn)的有限成本預(yù)算下，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫有效地支持不同標(biāo)準(zhǔn)。

　　直接轉(zhuǎn)換接收器架構(gòu)能實(shí)現(xiàn)超外差設(shè)計(jì)的目標(biāo)，但結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)不需要像后者那么復(fù)雜（見(jiàn)圖2）。在這一系統(tǒng)中，接收的信號(hào)經(jīng)過(guò)首個(gè)rf預(yù)選濾波器后，由固定增益lna放大。隨后，rf信號(hào)直接降頻轉(zhuǎn)換成同相（i）和正交（q）基帶信號(hào)而無(wú)需加入if級(jí)。由于沒(méi)有鏡頻，二次rf預(yù)選過(guò)濾的要求無(wú)需像第一次那么嚴(yán)格。實(shí)際上，價(jià)格便宜的rf帶通濾波器能阻止頻段外的強(qiáng)信號(hào)使i/q解調(diào)器超負(fù)載。[如果沒(méi)有這個(gè)濾波器，強(qiáng)頻段外信號(hào)將導(dǎo)致帶內(nèi)二階和三階交調(diào)份量，結(jié)果產(chǎn)生符號(hào)相互干擾（isi）]。當(dāng)rf信號(hào)解調(diào)到基帶后，單個(gè)頻道選擇通過(guò)采用基帶頻道選擇濾波器實(shí)現(xiàn)�；鶐V波器比超外差接收器的if頻道選擇濾波器更加緊湊和廉價(jià)。此外，基帶頻道選擇濾波器能根據(jù)不同的帶寬進(jìn)行設(shè)計(jì)，適用于多模式和多標(biāo)準(zhǔn)操作。

圖2：簡(jiǎn)化型直接轉(zhuǎn)換接收器模塊圖

　　雖然基帶頻道選擇濾波器擁有極大的靈活性，但復(fù)合基帶信號(hào)卻包含了所有通常在到達(dá)i/q解調(diào)器前被過(guò)濾的相鄰頻道塊信號(hào)（見(jiàn)圖1）。因此，直接轉(zhuǎn)換接收器的i/q解調(diào)器必須提供寬至80db的動(dòng)態(tài)范圍。

　　幸運(yùn)的是，凌特公司lt5515和lt5516i/q解調(diào)器是現(xiàn)有為數(shù)不多并能提供這類性能的經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。這兩款ic均集成了rf信號(hào)分離器、精確正交lo信號(hào)分配器和兩個(gè)高線性度下變頻混頻器的功能。這些芯片能直接將rf信號(hào)降頻轉(zhuǎn)換到基帶，解調(diào)同相（i）和正交（q）信號(hào)成份。它們匹配的i和q頻道以確保精確增益和相位匹配，以致很大程度上減少了校準(zhǔn)的需求。lt5515的工作范圍是1.5到2.5ghz，lt5516則能處理0.8到1.5ghz范圍內(nèi)的rf輸入信號(hào)。這些芯片還在每條i和q頻道上集成單極點(diǎn)260mhz帶寬的低通濾波器(見(jiàn)表格1)。

表格1：兩正交解調(diào)器性能一覽表

　　lt5515和lt5516解調(diào)器是需要良好線性度和寬動(dòng)態(tài)范圍接收器的理想解決方案，適用于無(wú)線基站（gsm、cdma、wcdma等）、無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施和儀器應(yīng)用領(lǐng)域。像正交解調(diào)器等直接轉(zhuǎn)換接收器ic無(wú)需額外的if級(jí)，緩減對(duì)高頻濾波器的需求，特別是免去了if頻道選擇濾波器。通過(guò)+20dbm輸入三階截�。╥ip3）和+50dbm輸入二階截�。╥ip2），正交解調(diào)器能滿足基站接收器嚴(yán)格的動(dòng)態(tài)范圍要求。

　　直接轉(zhuǎn)換接收構(gòu)架的一個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題是