直接變頻接收機設計中的相關(guān)問(wèn)題

近幾年來(lái)，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(wú)線(xiàn)電接收機設計的文章，其中有些在本書(shū)中也有引用。另外，主要的一些無(wú)線(xiàn)電通信手冊也對直接變頻接收機設計做了相關(guān)討論。一些問(wèn)題將被引用來(lái)作為直接變頻接收機設計中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行討論。雖然這些問(wèn)題確實(shí)存在，但用心的設計和構建可以避免其危害。一些已知的問(wèn)題包括：交流噪聲、低顫噪效應、窄動(dòng)態(tài)范圍、低輸出功率（這使得收聽(tīng)效果很差）以及不需要的AM寬帶信號鑒波1）。

交流噪聲（Hum）

交流噪聲是由交流（AC）電源線(xiàn)引起的，可能會(huì )通過(guò)天線(xiàn)輻射進(jìn)人直接變頻接收機或進(jìn)入設備配線(xiàn)，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。對于前兩種情況，交流噪聲的頻率為50 Hz（歐洲）或60 Hz（北美沙），即當地的交流電源頻率。對后兩者，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 )被直接變頻接收機中的高增益音頻放大器加強。因為它可能削弱3OOHz）信號的帶通濾波器，這是十分重要的。

經(jīng)由天線(xiàn)電路接收到的交流噪聲信號可以被高通射頻濾波器很好地控制，因其在50／60Hz的頻域內不接收能量。很多直接變頻接收器的前端電路對頻率是寬開(kāi)路的。因此不合適的選擇將使接收機對交流噪聲很敏感。一些混頻器電路，如雙平衡混頻（DBM：Double Balanced Mixer）二極管設計，天生對交流信號就是不敏感的，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?chē)h(huán)境輻射進(jìn)入電路的，一般情況下將電路對外電場(chǎng)屏蔽即可解決問(wèn)題。

最后，交流噪聲可以通過(guò)直流電源以紋波形式（也許是最常見(jiàn)的原因）被接收。紋波（ripple）是在全部的濾波及整流過(guò)程結束后加在輸出的直流電壓上的剩余的交流信號（脈動(dòng)直流電）。最嚴重的交流噪聲是當直流電源的紋波調制了本地振蕩（LO）信號，這時(shí)，交流噪聲將會(huì )隨著(zhù)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(wèn)題。

圖1指出了接地措施中最為嚴重的錯誤，必須避免。在接地良好的接收機中，所有的地線(xiàn)都要連接至節點(diǎn)“B”（“單點(diǎn)”或“星型接地”）。在實(shí)際應用中， 印制電路或打孔板連線(xiàn)的點(diǎn)對點(diǎn)特性使得“星型”接地難以在最大程度上實(shí)現，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。

圖1中的嚴重錯誤在于直流電源和天線(xiàn)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，直接變頻接收機所需的直流電流由“A”點(diǎn)流向“B ”點(diǎn)并進(jìn)入接收機時(shí)還是會(huì )形成可觀(guān)的噪聲信號。例如，流人接收機的電流為50mA，路徑的直流阻抗為0．05Ω（兩個(gè)數值都是比較符合實(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(guò)接收機中很常見(jiàn)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的輸出端形成相當大的交流噪聲.

圖2中給出了一種針對交流噪聲的解決方案。為了避免接地環(huán)路，該設計使用了單一接地點(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)磁導率（u）介于600～1500的環(huán)形鐵芯，各繞20匝的雙線(xiàn)用作雙線(xiàn)纏繞的導線(xiàn)需要足夠粗，以適合直接變頻接收機電路的電流要求。

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