零中频接收机的优与劣

零中频接收机，是直接将射频变频到基带，即中频为0.

零中频接收机，有许多诱人的优点。

比如，它中频为0，因此不需要昂贵的SAW滤波器或者晶体滤波器，取而代替的，可以是简单的低通滤波器，便宜。

并且，零中频接收机不需要进行频率规划，这可是超外差接收机设计过程中相当复杂的一项任务。

另外，零中频接收机没有镜像频率。

但是，事物都有两面性，零中频接收机有他的优点，当然也有他的缺点，只有解决了这些缺点，才能把零中频接收机切切实实的用起来。

零中频接收机有以下几种主要的缺点。

缺点1：DC offsets(直流偏移)

直流偏移，是指因为各种原因，会有杂散或噪声落在DC频率处。因为零中频接收机的中频是零中频，在DC频率处有噪声，直接就影响了SNR，所以零中频架构对直流偏移非常敏感。

那DC offsets是怎么产生的呢？

工艺问题

在集成电路中，由于工艺的不完美，会导致基带电路中本身就存在直流偏移。比如说实际运放的失调电压。

自混频

混频器RF端口和LO端口间的隔离度是有限的，所以，本振信号会有一部分漏到射频端口，然后再被反射回来，和本振混频，进而产生直流偏移。

还有其他的一些原因，有同样的信号，同时泄露到混频器的RF和LO端，进而混频至DC频率，从而产生直流偏移。

所以，想要减小自混频产生的直流偏移，则需要尽量提高混频器端口之间的隔离度，同时也要提高其他路径的隔离度。

直流偏移需要去除或者抵消，不然接收机就没法工作。假设基带电路中的增益为70~80dB，那么很小很小的直流偏移，比如200uV，就会使得基带放大器饱和。

在基带电路中，使用AC耦合或者高通滤波，是去除时变直流偏移的有效手段之一。一般来说，为了保证不恶化调制信号的SNR，高通滤波器的3dB截止频率应该低于符号率的0.1%。

也可以用一些手段来抵消直流偏移，比如说，对于时不变直流偏移，可以预先测量，储存起来，在系统工作时，存储的直流偏移值，通过DAC输入到模拟基带电路中的减法器，以补偿固有直流偏移。

缺点2：二阶失真

因为二阶失真的产物正好落在DC频率处，所以，如果太高的话，也会影响系统的性能。

一个弱非线性系统，可以用下面的模型来表示：

则当两个强干扰信号经过这个非线性系统时，就会产生二阶失真产物，落在DC频率处。

另外，有用信号的二次谐波，会和LO的二次谐波混频，产生无用基带信号，其带宽是有用基带信号带宽的2倍，且落入有用基带信号带内，影响SNR。

缺点3：闪烁噪声(flicker noise)

闪烁噪声，又称为1/f噪声。其大小，与频率呈反比，频率越低，闪烁噪声的值越大。

所以，如果RF级的增益不够，零中频接收机中的混频器，基带放大器，基带滤波器的闪烁噪声会对严重恶化系统的噪声系数。不过，RF级的增益也不能搞的太大，太大的话，系统的其他性能又会变差。

不同频率之间闪烁噪声功率的关系，可以近似由下式表示。

从工艺上来讲，CMOS工艺的闪烁噪声会比较大，SiGe和BiCMOS工艺的闪烁噪声就会小很多。

如果零中频接收机的工艺是SiGe或者BiCMOS工艺，或者调制信号是宽带信号的话，闪烁噪声对接收机性能的影响可能不会太大。

所以，在使用零中频架构前，还需要好好思量一下，他的这些缺点能不能包容？

参考文献：

[1] Qizheng Gu，RF SYSTEM DESIGN OF TRANSCEIVERS FOR WIRELESS COMMUNICATIONS