超外差接收机的拓扑如下图1：
图1 超外差接收机结构
由上图可以看到超外差接收机进行了两次下变频，第一次下变频是将射频信号降到固定的中频段，这样做的原因是在射频段频率较高，要实现对信道的选择（将无用频段信号滤除）对滤波器的Q值要求太高，滤波器的Q值做一个补充：
由此可见，对于同样的滤波器带宽，信号的频率越高，Q值越大，对滤波器的要求越高。而将射频信号降到中频则对Q的要求会降低很多。
以上结构中第一个射频滤波器用于限制输入带宽衰减带外信号，减小互调失真，抑制杂散信号。低噪声放大器LNA用于在不造成接收机线性恶化的前提下提供一定的增益，提高信噪比。镜像抑制干扰滤波器IR filter用于抑制镜像干扰，将镜像频率衰减到可接受的水平（可以通过查看前一篇博客对镜像频率有一个简单的理解）。第一次下变频后的中频滤波器就是用来进行信道选择的，最后通过可变增益放大器后进行第二次下变频，使用的是复混频（可以通过查看前一篇博客对复混频有一个简单的理解）进行正交解调产生同相和正交两路基带信号。
超外差结构可以通过选择合适的中频频率和镜像抑制滤波器来获得很好的信道选择效果，同时也可以获得很好的灵敏度和动态范围。多个变频级也减小了本振泄漏和直流偏差的影响。但是由于滤波器的Q值仍然很高，只能在片外实现，增加了成本和尺寸。
接收机系统增益分配
天线接收的射频信号一般只有-120~-100dBm，需要放大100~200dB，如此大的增益必须分配到各个放大级才能保证放大器的稳定工作，一般而言一个频带内的放大器增益一般不超过50-60dB，超外差接收机结构由于频段的级数很多，可以将增益分配到射频级、中频级和基带级上。由于在较低的频带上实现窄带的高增益较容易实现，一次在中频和基带级可以分配较大的增益。对于在射频频带上的LNA，增益不宜太大，只需具有一定增益减弱噪声对系统的影响，提高接收机对信号的灵敏度即可，此外过大的信号进入混频器会产生非线性失真（混频器为非线性器件），因此一般LNA增益不大于25dB。
寄生通道干扰
寄生频率干扰是一种组合频率引起的干扰，根本原因是混频器的非线性。混频器并不是一个理想的乘法器，它将输入的有用信号WRF和本振信号WLO以及干扰信号W1、W2等，通过混频器的
非线性特性中的某一高次方项组合产生组合频率：
，如果这些频率落在中频段内就会形成干扰。镜像干扰属于寄生通道干扰的一种，消除镜像干扰则需要在射频滤波器中滤除掉，那么需要很高Q值的滤波器。由上一篇博文《混频器》可知，干扰信号与射频信号之间相距2WIF，WIF越小干扰信号距离射频信号就越近，对滤波器要求就越高，因此中频信号频率的大小选择对抑制镜像干扰也有很大的影响。
信道选择和灵敏度的矛盾
减少镜像干扰可以增大接收机灵敏度，但是通过射频滤波器对镜像频率进行衰减，增大衰减则需要提高中频频率，增大中频频率对中频滤波器的Q值要求会提高，否则会减小中频滤波器对信道选择性，因此信道选择性与另名都之间形成了矛盾。
标签：滤波器,超外差,增益,接收机,中频,信号,镜像,射频
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