從信號(hào)失真出發(fā)，探討超外差接收機(jī)中的中頻濾波器

由于中頻濾波器處在低噪放后面，只要低噪聲放大器提供足夠的增益并且不引入過(guò)多的信號(hào)失真，中頻濾波器的插損就可以忽略。

中頻濾波器體現(xiàn)的主要接收機(jī)指標(biāo)就是鄰道抑制能力，中頻濾波器可獲得典型鄰道抑制能力范圍從30dB到90dB。信道間隔12.5k的PMR系統(tǒng)中使用的中心頻率21.4M，通道7.5kHz的晶體濾波器，帶外抑制能力可達(dá)90dB（距離中心點(diǎn)8.75k）。

中頻濾波器必須考慮頻率偏差（接收機(jī)和發(fā)射機(jī)晶振不匹配引起或者溫度變化造成），因此中頻濾波器帶寬通常大于信號(hào)帶寬，這樣會(huì)引起鄰道抑制能力的降低。而針對(duì)altenate信道及更遠(yuǎn)信道的抑制能力主要由中頻濾波器過(guò)渡帶下降速度及最終的阻帶抑制能力決定。

鏡像抑制濾波器（Image filter）

為了討論方便，這里我們規(guī)定本振頻率小于射頻頻率，之所以要抑制鏡像信號(hào)，是因?yàn)殓R像信號(hào)在下變頻會(huì)和希望的信號(hào)落在同樣的帶寬內(nèi)。

鏡像信號(hào)的抑制能力通常由輸入帶通濾波器和鏡像抑制濾波器共同決定。由于這兩個(gè)濾波器都工作在RF頻率，因此需要很高的Q值，高Q值濾波器既昂貴又難實(shí)現(xiàn)，因此通常輸入帶通濾波器和鏡像抑制濾波器的帶寬相對(duì)比較高，以降低Q值。

同時(shí)需要注意輸入帶通濾波器處在接收機(jī)輸入端，因此該濾波器是接收機(jī)噪聲系數(shù)（NOISE FIGURE）的主要貢獻(xiàn)者，為了降低接收機(jī)總的噪聲系數(shù)，提高靈敏度，就需要輸入帶通濾波器具有比較小的插損。

而鏡像抑制濾波器由于處于低噪聲放大器后面，其插損對(duì)接收機(jī)整個(gè)噪聲系數(shù)（NOISE FIGURE）貢獻(xiàn)較小，但前提是LNA具有足夠的增益及線性性，對(duì)輸入信號(hào)放大而不引起失真。

在超外差接收機(jī)結(jié)構(gòu)中，通常固定中頻（IF）頻率，由于接收機(jī)需要接收一個(gè)頻帶內(nèi)的多個(gè)信道的信號(hào)，因此要求鏡像抑制濾波器對(duì)多個(gè)信道都能提供足夠的鏡像抑制能力。

鏡像信號(hào)抑制能力通常要求范圍從40dB（DAB）到70dB（PMR系統(tǒng)）。為了對(duì)多個(gè)信道提供足夠的鏡像抑制能力，一種方法是利用一個(gè)固定的鏡像抑制濾波器，這個(gè)濾波器帶寬足夠?qū)挘采w整個(gè)頻帶內(nèi)的信道。如圖所示：

鏡像抑制濾波器覆蓋了整個(gè)頻帶，通過(guò)調(diào)整本振頻率，將需要的信道下變頻到固定中頻。鏡像濾波器的設(shè)計(jì)就需要滿足兩個(gè)條件（這里假定本振頻率小于射頻頻率）

（1）鏡像濾波器的帶寬能夠覆蓋整個(gè)頻帶

（2）最高頻率信道的鏡像信號(hào)處在鏡像濾波器帶外

例如，針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)：信道間隔2M，中心頻率340M，信道數(shù)5，分別處于頻點(diǎn)336M，338M，340M，342M，344M，中頻頻率36.13M。

針對(duì)件1，鏡像濾波器帶寬最小10M，其兩端截止頻率345M，335M

針對(duì)條件2，其最高頻率信道鏡像頻率處于271.74M 《 335M

其實(shí)針對(duì)條件（1）、（2），理論條件下，能不能設(shè)計(jì)固定鏡像濾波器，就看能不能滿足條件整個(gè)頻帶帶寬小于兩倍中頻帶寬。

如果需要使用固定抑制鏡像濾波器，就需要提高中頻頻率。而過(guò)高的中頻頻率，導(dǎo)致工作在中頻的窄帶通道選擇濾波器設(shè)計(jì)困難。

通常的解決辦法

設(shè)寬帶的中頻濾波器，同時(shí)利用二次混頻將高中頻信號(hào)下變頻到低中頻，使用這種方法需要注意，要保證通道濾波器之前所有接收機(jī)模塊的線性性，同時(shí)要濾除二次混頻之前形成的鏡像信號(hào)。