无线通信射频接收机中模拟基带电路设计

俞杰 束敏 中国船舶重工集团公司第七二二研究所

无线通信射频接收机中模拟基带电路设计

俞杰 束敏 中国船舶重工集团公司第七二二研究所

我国的通信体系尽管有了很大的发展与进步，各个技能也都不断完善，但在无线通信的射频接收发送方面，依然有着很多问题。在对其射频接收体系进行设计时，要考虑许多可能发生的因素，有效提高设计质量。本文针对无线通信射频接收机中的模拟基带电路设计进行探讨与研究，并提出相关有效措施与合理建议。

无线通信 射频接收机 模拟基带电路

1 无线通信发展的背景与发展趋势

现如今的无线通信更具有兼容性、移动性与灵活性，正向着更强的传输速率趋势发展。无线通信中的兼容性与灵活性让将来的手持设备可以覆盖并且满足不同通信协议的频段与调制方式，同一装置能够在不同地域、国家使用，不用根据运营商与协议来进行硬件的改变。这对电子供应商来说，其能够更快更好的让产品在世界各地上市，增强了其市场占有率的同时，高传输率也将给以后的家庭用户带来非常大的重要变革。

2 无线通信射频接收机对模拟基带电路性能要求分析

无线通信的概念顾名思义就是不需要介质就能够传输信息，与有线网络不同，它不需要运用光纤与网络的介质进行信息传输。而是利用电磁波进行信息传递与运输。无线通信体系中，接收机要面对的首要问题是因没有传递介质，其工作需又要在有强干扰信号下，检验到在某一个特殊制定的频段上很弱小的信号，这和有线通信相对比，大大的增强了系统的繁杂度。无线通信体系依据其覆盖范围，能够分为四类，分别是无线广域网、无线城域网、无线局域网与无线区域网这四种，其中无线广域网作为全部无线通信体系中覆盖范围最广、移动性最好的通信系统；无线城域网则是主要涵盖城镇或者郊区这些地理区域比较大的通信系统；无线局域网主要是为了办公场所与家庭的数据传输服务的通信系统；无线个域网覆盖的范围比较小，主要是用于个人用户间的无线连接。

2.1 无线通信射频接收机的结构概述

无线通信射频接收机的大概工作内容原理是：把接收的射频信号运用低噪音放大器进行放大，再利用混频器将信号从高频移至低频，然后运用增益放大器与滤波器把信号再一步扩大并把目标信号过滤出，最后利用模数转换器把其转换成数字信号，交于数字基带来处理。常见的接收机结构为超外差接收机、镜像抑制接收机、数字中频接收机与亚采样接收机。无线通信中接收机的模拟基带电路主要处理通过射频前端低噪音放大器放大与音频混频器下变频以后的信号。在此过程中，模拟基带电路的处理都是具有幅度较大的信号，所以设计时要考虑的因素和射频前端有些区别。

2.2 分析设置模拟基带电路的设计

接收机在世界通用网络模式下运用的是零中频构架，在全球移动通信系统的模式下利用数字低中频的构架。以上的接收机构架，可以拥有更好的更强的可重构性，把模拟基带中所有模块在以上协议基础下进行复用。针对可变的增益放大器，仅仅需要变更其阶数与类型。这样就能够通过简便的装置满足各种协议的要求，既可以降低设计的复杂程度又可以减小芯片的面积。模拟基带电路的设计有很多电路模块，分别是可变增益放大器、可配置运算放大器与电阻阵列三种。

2.3 模拟基带电路设计的模块内容与设计分析

可变增益放大作为接收机中的一个主要模块，其首要功能为把混频以后的信号放大，让接收机可以在不一样的输入功率下，其输出功率依旧维持在合理的一个范围内，确保后面的工作可以稳定的进行。可配置运算放大器的设计是模拟电路中的基础，为了保障放大器的输出范围，应该采取二级米勒的补偿结构。电阻列阵：闭环结构的放大器是运用电阻的并联来从控制增益的，其增益是为了反馈电阻和输入电阻的比例值。由于是反馈环路，所以可以采取电阻匹配来完成对增益的精准控制。同时，增益的变化能够运用变更输入电阻或反馈电阻值来完成。为了避免前级电路被增益的变更所影响，可采用差分短接的方法来实现增益变化。

3 基带电路设计的稳定性分析

传统的稳定性分析法一直是看相位裕度和增益裕度这两个方面。这种判断分析的方法还不够完善，由于反馈环路在运放接成了反馈形式后会引入一部分的相移。需要分析整个环路的稳定性。因此，可以运用两种办法进行有效分析，一是断开反馈环路，推动整个环路运输函数，再根据相位裕度与增益裕度进行稳定性的判断，二是一种运用闭环来传递函数的轨迹进行稳定性的判断。此方法不仅解决了传统的判断稳定性方法中的缺陷同时也提高了其质量与效率。

4 结束语

随着我国经济不断进步与无线通信的迅速发展，给人们的生活需求提供了保障。现如今，通信系统通过支持高数据率来实现高清视频的播放，也可以运用数字图像的压缩技术来减少信息量。而在无线通信迅速发展的同时，其模拟基带电路的设计在其中起着很重要的作用。因此要加大对无线通信射频接收机中模拟基带的设计重视程度，以保证无线通信的质量与发展。

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[2]张胜.宽带无线通信系统射频收发前端研究[D].杭州电子科技大学,2011.

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