零中频接收机设计原理

相较传统的超外差接收机，零中频接收机具有体积小，功耗和成本低，以及易于集成化的特点，正受到越来越广泛关注，本文结合德州仪器（TI）的零中频接收方案（TRF3711），详
细分析介绍了零中频接收机的技术挑战以及解决方案。
零中频接收机设计原理
摘要
相较传统的超外差接收机，零中频接收机具有体积小，功耗和成本低，以及易于集成化的特
点，正受到越来越广泛关注，本文结合德州仪器（ TI）的零中频接收方案（ TRF3711），详
细分析介绍了零中频接收机的技术挑战以及解决方案。

概述
零中频接收机在几十年前被提出来，工程中经历多次的应用实践，但是多以失败告终，近年
来，随着通信系统要求成本更低，功耗更低，面积更小，集成度更高，带宽更大，零中方案
能够很好的解决如上问题而被再次提起。

本文将详细介绍零中频接收机的问题以及设计解决方案，结合 TI 的零中频方案 TRF3711
测试结果证明，零中频方案在宽带系统的基站中是可以实现的。

1、超外差接收机
1.1 超外差接收机问题
为了更好理解零中频接收的优势，本节将简单总结超外差接收机的一些设计困难和缺点。




图一是简单超外差接收机的架构，RF 信号经过 LNA(低噪声放大器)进入混频器，和本振信
号混频产生中频信号输出，镜像抑制滤波器滤出混频的镜像信号，中频滤波器滤除带外干扰
信号，起到信道选择的作用，图中标示了频谱的搬移过程及每一部分的功能。

在超外差接收机种最重要的问题是怎样在镜像抑制滤波器和信号选择滤波器的设计上得到
平衡，如图一所示，对滤波器而言，当其品质因子和插损确定，中频 越高，其对镜像信号
的抑制就越好，而对干扰信号的抑制就比较差，相反，如果中频越低，其对镜像信号的抑制
就变差，而对干扰信号的抑制就非常理想，由于这个 原因，超外差接收机对镜像滤波器和
信道滤波器的选择传输函数有非常高的要求，通常会选用声表滤波器 (SAW)，或者是采用高
阶 LC 滤波器，这些都不利于系统的集成化，同时成本也非常高。

在超外差接收机中，由于镜像抑制滤波器是外置的， LNA 必须驱动 50R 负载,这样