一種高性能、低功耗、超小型FSK無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機

無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機有多種方案，從常規的一次或兩次變頻的超外差式到零中頻直接變換式和帶有低電壓鎖相環(huán)的頻率自動(dòng)漫游式，各種方案各有千秋。由于兩次變頻的超外差式方案最為成熟、電性能最優(yōu)、各種元器件供貨一般不受限制，加之這種方案對尋呼系統的發(fā)射機要求最低，因此對電性能要求高的場(chǎng)合，其使用最為普遍。

2無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機的總體結構

21無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機的總體結構考慮

這種接收機總體考慮一般包括以下幾個(gè)方面：

（1）根據無(wú)線(xiàn)尋呼接收機的總體技術(shù)要求合理選擇射頻接收機的方案；

（2）根據無(wú)線(xiàn)尋呼接收機整機的外觀(guān)結構要求，合理選擇射頻接收機在整機中的位置；

（3）根據所選擇的射頻接收機方案和整機中空間的相對位置，進(jìn)行結構設計、元件選擇和電路版圖設計及體積最小化設計；

（4）與射頻接收機本身電性能相關(guān)的各部分電路（從天線(xiàn)到不歸零（NRZ）信號輸出各級電路）的設計和最佳方案的選擇與優(yōu)化及指標分配；

（5）與射頻接收機電性能相關(guān)各部分電路的功耗最小化設計；

（6）與射頻接收機電性能相關(guān)的尋呼接收機數字電路、液晶顯示電路和電源變換電路的抗內部干擾設計；

（7）與射頻接收機電性能相關(guān)的方案選擇、空間相對位置、功耗和抗尋呼接收機內部干擾的綜合設計。

（8）與大批量生產(chǎn)相關(guān)的各電路元件參數數值的容差設計。

22無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機的設計

22.1方案選擇

根據無(wú)線(xiàn)尋呼接收機的總體技術(shù)要求，本文采用了兩次變頻的超外差式無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機方案。其電路框圖如圖1所示。

圖1兩次變頻超外差式無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機的電原理框圖

2.22天線(xiàn)設計及考慮

天線(xiàn)是接收機中將空間傳輸的電磁波轉換成導行波的關(guān)鍵裝置，無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機中的天線(xiàn)設計及考慮是根據其結構特點(diǎn)和實(shí)際使用中電磁波傳輸的邊界條件及實(shí)際狀況來(lái)選擇天線(xiàn)型式。其中主要考慮大地、人體效應及尋呼機內金屬體的影響。由電磁場(chǎng)理論可知，站在大地上的人體附近的電磁波其磁場(chǎng)強度比電場(chǎng)強度要強得多，加之無(wú)線(xiàn)尋呼機實(shí)際結構的限制，因此，無(wú)線(xiàn)尋呼射頻接收機天線(xiàn)幾乎都采用小型磁耦合天線(xiàn)，這種天線(xiàn)一般有兩種型式：（1）小環(huán)天線(xiàn)；（2）鐵氧體天線(xiàn)。由于鐵氧體天線(xiàn)比小環(huán)天線(xiàn)造價(jià)高、體積大、天線(xiàn)損耗大、設計和結構復雜，而且電性能不比小環(huán)天線(xiàn)好，本文采用了磁耦合小環(huán)天線(xiàn)。

磁耦合小環(huán)天線(xiàn)實(shí)際結構型式有多種，如單環(huán)或多環(huán)，可用薄銅皮、圓導線(xiàn)和印刷電路板等材料來(lái)實(shí)現。一般根據實(shí)際要求來(lái)確定。磁耦合小環(huán)天線(xiàn)設計理論較為復雜，限于篇幅，這里不做介紹。需要指出的是：天線(xiàn)的輸入阻抗、增益與環(huán)的結構、面積、材料的微波損耗及空間耦合的邊界條件相關(guān)。天線(xiàn)性能的優(yōu)劣及匹配狀態(tài)與整機的靈敏度密切相關(guān)。

22.3各級電路的功能、設計考慮及要點(diǎn)

各級電路中設計的基本考慮為：保證各級電路本身電性能盡可能最佳，在保證電性能最佳的前提下功耗要盡可能小，同時(shí)在結構設計和版圖設計中要考慮盡可能減小尋呼機內部的數字電路、液晶顯示電路和電源變換電路的干擾。各級電路具體描述如下：

（1）低噪聲放大器

　　與靈敏度密切相關(guān)，為保證高性能、低功耗，采用共發(fā)/共基電路，通常這要通過(guò)選擇高性能、低功耗的晶體管和輸入端與天線(xiàn)電路的最佳噪聲量度匹配及輸出端與鏡像抑制濾波器的共扼匹配來(lái)實(shí)現。同時(shí)后級的噪聲貢獻要盡可能的小，即鏡像抑制濾波器的插入損耗和第一下變頻器的噪聲系數盡量小。

（2）鏡像抑制濾波器

　　主要完成鏡像抑制功能，這是保證高鏡像抑制度的關(guān)鍵。一般要求有低的插入損耗和高的鏡像頻率抑制度，通常由聲表面波濾波器、LC元件構成的濾波器或是兩者結合的濾波器構成，由于聲表面波濾波器的尺寸和損耗較大、成本高，本文采用LC元件構成的串聯(lián)與并聯(lián)諧振相結合的橢圓函數多級濾波器，設計時(shí)考慮了兼顧批量生產(chǎn)時(shí)元件值的容差。