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模拟 IQ 方法的知识

关键词:模拟 IQ 方法 模拟 IQ 调制器

时间:2023-06-30 11:36:24      来源:网络

近推出了新的A/D和D/A转换器,可以直接对1至4 GHz的IF进行采样;在第二、第三和第四奈奎斯特区域采样([4] 至 [7])。这些与更高速的数字逻辑相结合,允许以数字方式完成组合(对于 A/D)和分离(对于 D/A)([8] 至 [21])。图 1(a)(对于调制器)和图 1(b)(对于解调器)对此进行了说明,其中数据转换器(DAC 或 ADC)位于“D”位置。

模拟 IQ 调制器(用于发射器)和 IQ 解调器(用于接收器)已经使用了数十年([1] 至 [3])。

近推出了新的A/D和D/A转换器,可以直接对1至4 GHz的IF进行采样;在第二、第三和第四奈奎斯特区域采样([4] 至 [7])。这些与更高速的数字逻辑相结合,允许以数字方式完成组合(对于 A/D)和分离(对于 D/A)([8] 至 [21])。图 1(a)(对于调制器)和图 1(b)(对于解调器)对此进行了说明,其中数据转换器(DAC 或 ADC)位于“D”位置。


图1(a)。 调制器


图 1(b)。解调器

另一方面,集成模拟 I、Q 组合器和分离器在 I 和 Q 路径之间具有非常好的匹配,解决了以模拟方式执行这些过程的一些反对意见。模拟技术还需要两倍于 IF 直接采样的数据转换器(A/D 或 D/As),但它们以较低的采样率运行;因此它们更便宜并且需要更少的电力。图 1(a)(对于调制器)和图 1(b)(对于解调器)对此进行了说明,其中数据转换器(DAC 或 ADC)位于“A”位置。

笔者开始思考这个问题。他在 LinkedIn 的几个群组中征求意见,并得到了宝贵的答案。经致谢人同意,特致谢如下。他还找到了有关这些功能的当代集成电路 (IC) 特性的所有信息,以及为这些 IC 确定的任何性能要求的结果。由此,他试图得出任何可以得出的一般性结论来回答这个问题。“IQ 调制和解调应该以模拟方式还是数字方式进行?”

模拟 IQ 方法

模拟 IQ 方法已经存在了数十年([1] 至 [3])。任何 IF 或 RF 信号都可以表示为

R(t) = I(t)cos(2πft) +Q(t)sin(2πft)

其中 f 是载波频率,I(t) 称为同相分量,Q(t) 称为正交分量。模拟 IQ 调制器获取基带信号 I(t) 和 Q(t) 并形成 R(t)。如图 1(a) 所示,DAC 位于位置 A。模拟 IQ 解调器将 R(t) 作为输入,并形成 I(t) 和 Q(t)。如图 1(b) 所示,DAC 位于位置 A。

模拟方法的一个关键问题是保持两条路径的增益相同,并且相位差为 90°。有时会忽略这些要求的是两个低通滤波器。对于存在大量信号能量的所有频率,它们的增益和相位应该完全匹配。后面的文章将介绍对这些要求的更准确的量化,以及因偏离这些要求而造成的损害。

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