采用PLL技術的接收機射頻前端的設計

3.3、解調

接收機解調部分采用AD 公司的解調芯片，該芯片工作頻率從50MHz 到1000MHz，包括正交下變頻器，內置可控增益放大器和偏置電路。其內置VGA，控制電壓由外部提供并可調增益大小，增益可調范圍為44dB。

輸入芯片的中頻信號為了滿足芯片的輸入功率要求，加入了功率驅動放大鏈路，經放大后輸入解調芯片的功率約為-40dBm 左右。因為解調芯片對第二本振信號內置了二分頻器，所以第二本振信號頻率應該是所需頻率的兩倍。

輸出的I/Q 兩路信號分別再經過運放電路進行放大，最終輸出給數字基帶部分進行處理。

4、實際測試結果

實際測時，輸入信號頻率為831MHz，通過在單片機編寫控制字程序設置第一本振和第二本振的輸出頻率，第一次混頻后得到的中頻信號頻率為140MHz，第二次混頻后解調輸出頻率為1MHz 的I/Q 兩路信號。本振的輸出信號如下圖所示：

圖6、（a）第一本振輸出（b）第二本振輸出

可以看到鎖相環完成頻率鎖定，第一本振鎖定在691MHz，因為解調芯片對第二本振信號內置了二分頻器，故第二本振設計鎖定在278MHz。從圖中可知輸 出信號雜散均小于-70dBc，鎖相芯片在它要求的頻率上工作正常，設計的結果也符合了系統對PLL 本振電路的要求。在鎖相環輸出信號之后，加入一個衰減網絡，使輸入到混頻器和解調芯片的本振信號功率滿足器件輸入功率要求。

接著對整機進行測試，結果如下：

圖7、實際解調輸出信號

解調輸出后得到信號頻率為1MHz 的基帶信號。固定AGC 增益值的情況下，即此時衰減值固定為0dBm，改變輸入射頻信號的功率，每增加10dBm，輸出I/Q 信號功率增加約為10dBm，整機線性度^[10]良好，注意此時應該在較低功率范圍內調節輸入功率，保證輸出I/Q信號功率不會過大。經測試，接收機的最小可接收檢測信號功率約-118dBm。

在 接收機中，解調輸出I/Q 兩路平衡是非常重要的指標。由于接收機信道特性不同，本振信號相位誤差等諸多的因素都會導致I/Q 兩路基帶信號增益不平衡。若I/Q 失配，則會導致I/Q 誤碼率增高，嚴重影響解調性能。在本設計中，在選取芯片、設計電路中充分考慮到此問題，實際I/Q 兩路輸出基本做到了平衡輸出。

5、結論

本文研究了使用PLL 的接收機原理和實現方案，并成功的用軟硬件平臺對其實現。本文的創新點在于成功的運用兩個鎖相環電路實現第一、二本振信號，試驗結果表明鎖相環有鎖定時間短，相位噪聲小，性能穩定等優點。實測結果表明接收機性能良好，指標達到了系統設計要求。

現代射頻接收機主要是向高線性、大動態范圍，高靈敏度，高分辨率等方面發展。如何采取有效的方法來提高接收機的抗干擾能力，降低超外差式接收機的成本，使得整體性能得以改進，是當今研究的熱點方向，對接收機的研究有著非常重要的意義。