(1) 零中頻接收機(jī)的閃爍噪聲

零中頻接收機(jī)除了IQ mismatch帶來(lái)的鏡像，本振泄露等帶來(lái)的直流偏移，射頻鏈路二階非線性帶來(lái)的抗干擾等問(wèn)題之外，還有一個(gè)零中頻接收機(jī)固有的缺陷，那就是閃爍噪聲。

閃爍噪聲，也被稱為1/f 噪聲，因?yàn)槠浯笮∨c頻率成反比。

閃爍噪聲，頻率越低，幅度越大，而零中頻的有用信號(hào)位于零中頻附近，所以有時(shí)候閃爍噪聲就會(huì)對(duì)有用信號(hào)的SNR產(chǎn)生影響。但是這也分情況，不是在任何時(shí)候都會(huì)有影響，要不然ZIF架構(gòu)的芯片也不會(huì)應(yīng)用的這么廣泛了。

對(duì)于零中頻接收機(jī)，為了綜合考慮非線性指標(biāo)，RF端的增益可能設(shè)置在30dB左右，而這個(gè)增益，抑制不了后面基帶電路產(chǎn)生的低頻閃爍噪聲，特別在窄信道帶寬的情況下。

所謂窄信道帶寬，是指信道帶寬比較低，或者符號(hào)率比較低，比如說(shuō)GSM系統(tǒng)，信道帶寬為200KHz左右。

(2)衡量閃爍噪聲的影響

為了表征指定器件的閃爍噪聲和熱噪聲的關(guān)系，可以把這兩噪聲的譜密度，畫在同一副圖上，如下所示。閃爍噪聲和熱噪聲的交點(diǎn)，稱為拐角頻率fc。fBW是信道帶寬的一半，比如說(shuō)GSM系統(tǒng)，信道帶寬為200KHz左右，那fBW=100KHz。另外，fBW/1000這個(gè)頻率點(diǎn)，是因?yàn)榇蠖鄶?shù)仿真表明[1]，當(dāng)頻率

假設(shè)Pn1為fBW/1000~fBW頻率范圍內(nèi)的噪聲總功率，Pn2是fBW/1000~fBW頻率范圍內(nèi)只考慮熱噪聲的噪聲總功率，可以用Pn1與Pn2的比值，來(lái)衡量閃爍噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響。

Pn1/Pn2的推導(dǎo)如下：

(3)為什么窄信道帶寬的信號(hào)更容易受影響？

有了上面這個(gè)公式以后，就可以分別計(jì)算寬信道帶寬和窄信道帶寬下的噪聲比值。

假設(shè)基帶處閃爍噪聲的拐角頻率fc=200KHz，當(dāng)信道帶寬為20MHz時(shí)，Pn1/Pn2=1.04.

同樣的接收機(jī)，假設(shè)信道帶寬為200KHz，Pn1/Pn2=16.4，這邊，在文獻(xiàn)[1]中，從上下文來(lái)看，積分下限感覺(jué)應(yīng)該是270Hz，但是書中2次相關(guān)內(nèi)容處，寫的都是27Hz，所以也是有所疑問(wèn)。不過(guò)，不影響大局。

所以，對(duì)于同樣的接收機(jī)，閃爍噪聲對(duì)窄信道帶寬的影響要遠(yuǎn)大于對(duì)寬信道帶寬的影響。

因此，對(duì)于窄信道帶寬的通信系統(tǒng)，有時(shí)會(huì)去采用低中頻架構(gòu)的接收機(jī).

(4) 低中頻架構(gòu)的接收機(jī)是怎么來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的呢？

假設(shè)GSM接收機(jī)的中頻為100KHz，而不是零中頻。因?yàn)榈椭蓄l的頻率相距DC比較遠(yuǎn)，所以可以用截止頻率比較高的高通濾波，假設(shè)高通濾波器可以濾除20KHz以下的信號(hào),此時(shí)Pn1/Pn2=2.3。

可以看到，因?yàn)榈椭蓄l架構(gòu)的使用，對(duì)于窄信道帶寬而言，閃爍噪聲的影響大幅度下降。

(5)低中頻架構(gòu)帶來(lái)的新問(wèn)題

一種低中頻架構(gòu)如下圖所示，和零中頻架構(gòu)，從表面上看，類似。

不過(guò)，因?yàn)橹蓄l不再是零中頻，即使采用正交混頻器，但由于IQ失配，還是會(huì)有類似超外差架構(gòu)的鏡像干擾。在零中頻架構(gòu)中，鏡像干擾是有用信號(hào)本身，所以對(duì)鏡像抑制的要求沒(méi)有那么高；但是在低中頻架構(gòu)中，鏡像干擾是外界環(huán)境中的干擾，所以理論上可以很大。

那怎么辦？低中頻架構(gòu)還能用么？

當(dāng)然可以，具體看指標(biāo)要求。比如說(shuō)，對(duì)于GSM系統(tǒng)，鏡像頻率正好處于鄰信道，而GSM鄰信道干擾(@fc+200KHz)只要求是9dBc，這個(gè)鏡像抑制指標(biāo)還是比較容易滿足的。

審核編輯：劉清