直接變頻接收機(jī)設(shè)計(jì)中的相關(guān)問題

近幾年來，在不少主流技術(shù)期刊上發(fā)表了大量關(guān)于直接變頻無線電接收機(jī)設(shè)計(jì)的文章，其中有些在本書中也有引用。另外，主要的一些無線電通信手冊(cè)也對(duì)直接變頻接收機(jī)設(shè)計(jì)做了相關(guān)討論。一些問題將被引用來作為直接變頻接收機(jī)設(shè)計(jì)中的常見問題進(jìn)行討論。雖然這些問題確實(shí)存在，但用心的設(shè)計(jì)和構(gòu)建可以避免其危害。一些已知的問題包括：交流噪聲、低顫噪效應(yīng)、窄動(dòng)態(tài)范圍、低輸出功率（這使得收聽效果很差）以及不需要的AM寬帶信號(hào)鑒波1）。

交流噪聲（Hum）

交流噪聲是由交流（AC）電源線引起的，可能會(huì)通過天線輻射進(jìn)人直接變頻接收機(jī)或進(jìn)入設(shè)備配線，還可能由接地回路引起，或以供電直流電源紋波的形式進(jìn)入直接變頻接收機(jī)。對(duì)于前兩種情況，交流噪聲的頻率為50 Hz（歐洲）或60 Hz（北美沙），即當(dāng)?shù)氐慕涣?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/電源">電源頻率。對(duì)后兩者，如果使用的是全波整流，則交流噪聲的頻率為100Hz（歐洲）或120Hz（北美洲）。一切交流噪聲都會(huì)被直接變頻接收機(jī)中的高增益音頻放大器加強(qiáng)。因?yàn)樗赡芟魅?OOHz）信號(hào)的帶通濾波器，這是十分重要的。

經(jīng)由天線電路接收到的交流噪聲信號(hào)可以被高通射頻濾波器很好地控制，因其在50／60Hz的頻域內(nèi)不接收能量。很多直接變頻接收器的前端電路對(duì)頻率是寬開路的。因此不合適的選擇將使接收機(jī)對(duì)交流噪聲很敏感。一些混頻器電路，如雙平衡混頻（DBM：Double Balanced Mixer）二極管設(shè)計(jì)，天生對(duì)交流信號(hào)就是不敏感的，這源于其用在相關(guān)的電感器中的電感特性。如果交流噪聲是由周圍環(huán)境輻射進(jìn)入電路的，一般情況下將電路對(duì)外電場屏蔽即可解決問題。

最后，交流噪聲可以通過直流電源以紋波形式（也許是最常見的原因）被接收。紋波（ripple）是在全部的濾波及整流過程結(jié)束后加在輸出的直流電壓上的剩余的交流信號(hào)（脈動(dòng)直流電）。最嚴(yán)重的交流噪聲是當(dāng)直流電源的紋波調(diào)制了本地振蕩（LO）信號(hào)，這時(shí)，交流噪聲將會(huì)隨著頻率的增加而增大3）。優(yōu)良的整流電路（可以像一個(gè)很大的濾波電容一樣限制紋波的產(chǎn)生）和合適的接地措施可以解決這一問題。

圖1指出了接地措施中最為嚴(yán)重的錯(cuò)誤，必須避免。在接地良好的接收機(jī)中，所有的地線都要連接至節(jié)點(diǎn)“B”（“單點(diǎn)”或“星型接地”）。在實(shí)際應(yīng)用中， 印制電路或打孔板連線的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)特性使得“星型”接地難以在最大程度上實(shí)現(xiàn)，所以可能有一到兩個(gè)額外的接地點(diǎn)。在這種情況下務(wù)必小心以防接地環(huán)路出現(xiàn)。

圖1中的嚴(yán)重錯(cuò)誤在于直流電源和天線的接地點(diǎn)與放大器的接地點(diǎn)不同。即使接地路徑只有很低的阻抗，直接變頻接收機(jī)所需的直流電流由“A”點(diǎn)流向“B ”點(diǎn)并進(jìn)入接收機(jī)時(shí)還是會(huì)形成可觀的噪聲信號(hào)。例如，流人接收機(jī)的電流為50mA，路徑的直流阻抗為0．05Ω（兩個(gè)數(shù)值都是比較符合實(shí)際情況的），則將存在 2．5mV的壓降。盡管這看上去是個(gè)很小的電壓，但之后經(jīng)過接收機(jī)中很常見的80～1ZOdB的增益時(shí)這就不再是一個(gè)小的壓降了。在這些條件下，即便是直流供電電 壓上最小的紋波也將在接收機(jī)的輸出端形成相當(dāng)大的交流噪聲.

圖2中給出了一種針對(duì)交流噪聲的解決方案。為了避免接地環(huán)路，該設(shè)計(jì)使用了單一接地點(diǎn)。另外，在直流電源的金屬連接上,放置了環(huán)形退耦扼流圈。扼流圈 包括了兩個(gè)磁導(dǎo)率（u）介于600～1500的環(huán)形鐵芯，各繞20匝的雙線用作雙線纏繞的導(dǎo)線需要足夠粗，以適合直接變頻接收機(jī)電路的電流要求。

當(dāng)然，使用干電池作為直流供電電源也可消除紋波導(dǎo)致的交流噪聲。但即便如此，良好的接地技術(shù)是構(gòu)建高性能接收機(jī)的基本要求。