曾經(jīng)有人問我射頻信號的振蕩頻率是怎么出來的。這個涉及到鎖相環(huán)(PLL)的內(nèi)容。鎖相環(huán)又是在收發(fā)機里，這原理不是一句兩句說得明白的，所幸就通過幾篇把收發(fā)機整體架構(gòu)講一下，盡量不做深入計算，簡單明了的對原理進行說明。

手機相當于一個微型計算機，現(xiàn)在人們的日常生活完全離不開手機了。記得之前八九十年代美國的汽車行業(yè)鼎盛的時候，有人戲稱如果外星人到了地球，就會發(fā)現(xiàn)地球人被一種物體所控制了。這個物體是鐵皮的，帶著輪子，不論去哪里都是該物體帶著人類去的。我想如果現(xiàn)在外星人來到地球，會不會說是個小小的長方體控制了地球人。。。

言歸正傳，手機是個小型微機，最小系統(tǒng)的手機架構(gòu)示意圖如下：

CPU和MEMORY相當于大腦，用來存儲和計算；PMU相當于心臟，來提供系統(tǒng)運行做需要的電源;外設相當于手腳，可以用來做我們想做的事情;RF則相當于眼睛、嘴巴、耳朵。用來跟外接進行數(shù)據(jù)交流。今天提到的收發(fā)機，則是射頻電路(RF）的重要組成部分。

一、收發(fā)機

收發(fā)機（Transceiver），是發(fā)信機（Transmitter）和接收機（Receiver）的合稱。手機相當于無線電臺，對收到的信號進行處理解讀，然后發(fā)出想要發(fā)出的信號。這個收發(fā)的過程，就由收發(fā)機來完成。現(xiàn)在先來講接收機。

二、接收機

接收機的作用是從環(huán)境中眾多的信號里選出相應頻段的有用信號，并進行處理放大，變成基帶可以接受的信號。所以，評估一個接收機好壞的指標，主要是看靈敏度，即能接受到的最小的信號是多少。靈敏度越小，就表明能被接收機捕獲的信號能量越小，當然是越靈敏、越小越好了。

下圖為接收機的基本示意圖：

接收機可以分為超外差接收機、零中頻接收機、近零中頻接收機和鏡像抑制接收機。鏡像抑制接收機在手機中幾乎不采用，這里也不做討論。主要講前三種接收機。

1. 超外差接收機

超外差接收機應用很廣泛，像無線收音機的FM和AM都是采用的超外差式。下圖是典型的超外差接收機示意圖：

1> 信號路徑

天線接收到信號 → 通過帶通濾波器BPF1進行選頻 → 把需要的頻率信號濾出來送進高頻放大器 → 發(fā)大后的信號進入混頻器，與本振混頻 → 變成中頻信號送進帶通濾波器BPF2 → 濾波后的中頻信號 → 經(jīng)過中頻放大器放大、濾波 → 變成基帶可以處理的信號，進入基帶芯片進行解調(diào)、放大 → 最后輸出相應的聲音、數(shù)據(jù)信號。

2> 特點

射頻信號是高頻信號，2G信號850MHZ到2100MHZ不等，而信道只有幾百Khz。因此如果從高頻上選取數(shù)百Khz的信道難度很大，對濾波器要求很高。于是，我們對信號進行變頻，我們知道信號的混頻在頻域?qū)嶋H上是頻譜的搬移。我們把本振信號的頻率設置為隨輸入信號的變化而變化，從而使得輸出信號頻率固定，這樣就可以把輸出信號頻譜搬移到固定頻段了。即把百兆或千兆的信號，搬移到KHZ或者數(shù)MHZ的中頻段。這時候再來選擇幾百KHZ的信道，就更加容易實現(xiàn)。而這也是超外差接收機的特點，即進入混頻器的本振信號頻率ωLO隨著接受信號頻率ωRF改變,使得輸出的中頻信號ωIF的頻率保持固定不變。

做個不恰當?shù)谋扔?，用萬用表量電阻，如果你的電壓只有數(shù)歐姆級別，而你選Mohm檔量的話，結(jié)果就不會很準，但是你用ohm檔量的話，準確度就會大幅提升了。

固定頻率的中頻信號，不但可以讓選頻更加容易，由于固定的頻率，更容易實現(xiàn)大而穩(wěn)定的增益。

由于超外差接收機的諸多優(yōu)點，也被傳統(tǒng)接收器廣泛應用。然而，同樣存在著噪聲干擾。

3> 噪聲干擾

超外差接收機主要存在兩種干擾：中頻干擾和鏡像干擾。

中頻干擾

即當某一干擾信號的頻率跟中頻信號的頻率相等，而進入混頻器中，混頻器可能會對混進來的中頻信號做放大處理。而相對于有用信號來講，噪聲中頻信號更強，被傳遞到下級，最終干擾到有用信號的接收。

而想要規(guī)避中頻干擾，把中頻設在接收頻段范圍外就好了。當接收頻段接收到的信號，高于中頻信號很多的時候，輸入就很難混入中頻信號的頻率了。這種中頻低于接收頻段的，就是普通接收機的處理方法。

比如我們國家的FM電臺，發(fā)射的頻率是87-108MHZ，而接收機的中頻頻率則固定在10.7MHZ。這樣，輸入混進來的頻率在87-108MHZ附近，就不會混入10.7MHZ附近的頻率，從而規(guī)避了中頻干擾。

鏡像干擾

接收信號ωRF與本振ωLO混頻后，得到中頻信號ωIF，若存在一個干擾信號ωX，與本頻混頻后同樣得到中頻信號ωIF，即如下示意圖，在頻域上干擾信號與接收信號在本振信號兩邊呈中心對稱。這時干擾信號經(jīng)過本振混頻，產(chǎn)生了中頻信號，而對有用信號產(chǎn)生干擾。則稱這種干擾為鏡像干擾。

想要規(guī)避這種干擾，需要把中頻ωIF拉大，當中頻ωIF大于接收頻段范圍時候，鏡像干擾信號ωX就不會混入接受范圍內(nèi)，從而不會對信號產(chǎn)生影響，即ωX=（有用信號ωRF±2ωIF）落在接收頻段區(qū)間外時，不會產(chǎn)生干擾。

例如有些短波收音機，它們的接收頻段為2-30MHZ，而中頻選擇在70MHZ，這時候鏡像干擾信號的頻率在142-170MHZ，而接收機的接收頻段為2-30M，對142-170MHZ的頻段不會被捕獲，因此不會產(chǎn)生干擾。

又如剛才提到的FM收音機，接收頻段為87-108MHZ，中頻只有10.7MHZ，這時候，中頻的鏡像信號為 （87 ~

108）+210.7=108.4 ~ 129.4MHZ，或（87 ~

108）-210.7=65.6~86.6MHZ，而接收頻段為87-108Mhz，不管哪一側(cè)的鏡像信號都沒有落在其范圍內(nèi)，因此鏡像信號沒有被捕獲，不會產(chǎn)生鏡像干擾。我大概畫了個圖，大家感受下：

這種把中頻選在高于接收頻段范圍的接收機，叫高中頻接收機。

我們看到上邊例子中，鏡像信號跟有用信號頻率很接近了，只有400khz的隔離，那么為什么不把中頻定在50MHZ，讓隔離更好一些呢？這就回到了文首的問題，很難對高頻信號進行精確的選頻，中頻信號就失去了存在的意義。無法實現(xiàn)高選擇性和高增益。

由此，也引出了第三類超外差接收機：二次混頻接收機。

未完待續(xù)。。。

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