知道什么是I/Q信號(hào)

當(dāng)前的數(shù)字射頻芯片，無一例外的用到了I/Q信號(hào)，就算是RFID芯片，內(nèi)部也用到了I/Q信號(hào)，然而絕大部分射頻人員，對(duì)于IQ的了解除了名字之外，基本上一無所知。

網(wǎng)上有大量關(guān)于IQ信號(hào)的資料，但都是公式一大堆，什么四相圖，八相圖之類的，最后還是不明白，除了知道這兩個(gè)名次解釋：

I：in-phase 表示同相

Q：quadrature 表示正交，與I相位差90度。

國內(nèi)的教學(xué)首先是老師根本不懂實(shí)踐，之后只能按照書本講公式，其實(shí)老師自己什么都不懂，很多人都說老師只懂理論，若老師真的懂理論，那教育就不是現(xiàn)在這個(gè)局面了，實(shí)際上老師不僅僅不懂實(shí)踐，更不懂理論，只是照本宣科吧了。

現(xiàn)在來解釋I/Q信號(hào)的來源：

最早通訊是模擬通訊，假設(shè)載波為cos(a)，信號(hào)為cos(b)，那么通過相成頻譜搬移，就得到了

cos(a) * cos(b) = 1/2[cos( a + b) - cos(a - b) ]

這樣在a載波下產(chǎn)生了兩個(gè)信號(hào)，a+b和a-b,而對(duì)于傳輸來說，其實(shí)只需要一個(gè)信號(hào)即可，也就是說兩者選擇一個(gè)即可，另外一個(gè)沒用，需要濾掉。但實(shí)際上濾波器是不理想的，很難完全濾掉另外一個(gè)，所以因?yàn)榱硗庖粋€(gè)頻帶的存在，浪費(fèi)了很多頻帶資源。

進(jìn)入數(shù)字時(shí)代后，在某一個(gè)時(shí)刻傳輸?shù)闹挥幸粋€(gè)信號(hào)頻率，比如0，假設(shè)為900MHz，1假設(shè)為901MHz，一直這兩個(gè)頻率在變化而已，并且不可能 同時(shí)出現(xiàn)。這個(gè)不同于模擬通訊信號(hào)，比如電視機(jī)，信號(hào)的頻帶就是6.5MHz。還有一個(gè)嚴(yán)重的問題，就是信號(hào)頻帶資源越來越寶貴，不能再像模擬一樣這么簡(jiǎn) 單的載波與信號(hào)相乘，導(dǎo)致雙邊帶信號(hào)。

大家最希望得到的，就是輸入a信號(hào)和b信號(hào)，得到單一的a+b或者a－b即可。基于此目的，我們就把這個(gè)公式展開：

cos（a－b）＝cos(a)cos(b)＋sin(a)sin(b)

這個(gè)公式清楚的表明，只要把載波a和信號(hào)b相乘，之后他們各自都移相90度相乘，之后相加，就能得到a-b的信號(hào)了。這個(gè)在數(shù)字通訊，當(dāng)前的半導(dǎo)體工藝完全可以做到：

1：數(shù)字通訊，單一時(shí)間只有一個(gè)頻點(diǎn)，所以可以移相90度。

2：相加器、相乘器技術(shù)很容易實(shí)現(xiàn)。

如下圖：手機(jī)GSM射頻部分

接下來就很好辦了，大家知道I就是cos(b),Q就是sin(b)

對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行組合：

cos(b), sin(b)

cos(b), -sina(b)

-cos(b), sin(b)

-cos(b), -sin(b)

這個(gè)就是IQ信號(hào)的四相調(diào)制了。

之后為了編碼更多的，就在這個(gè)里面折騰了，下面的就大家自己看書了。

注意，通過上面分析，大家知道IQ信號(hào)應(yīng)該是正弦波模擬信號(hào)，手機(jī)上的頻率是66KHz，大家在布線的時(shí)候一定要保證IQ信號(hào)不被干擾，畢竟是模擬信號(hào)，不然相乘相加之后就有很多雜波產(chǎn)生了，這個(gè)就是雜散了。