IQ調(diào)制器的特性詳細(xì)講解分析

　　在前面關(guān)于數(shù)字調(diào)制的文章中分別介紹了 IQ 調(diào)制的基本理論及調(diào)制解調(diào)的數(shù)學(xué)解析及圖解過(guò)程（數(shù)字調(diào)制系列：如何理解 IQ ？、數(shù)字調(diào)制系列：IQ 基本理論、數(shù)字調(diào)制系列：IQ 調(diào)制及解調(diào)簡(jiǎn)述），闡述了常見(jiàn)的數(shù)字調(diào)制方式，并解釋了為什么經(jīng)過(guò) IQ 調(diào)制器之后帶寬會(huì)翻倍的原因。本文將著重介紹模擬 IQ 調(diào)制器的特性，為后面的 IQ 調(diào)制性能驗(yàn)證測(cè)試作準(zhǔn)備。模擬 IQ 調(diào)制器包含 Mixer，在上變頻的過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生鏡頻產(chǎn)物。當(dāng)輸出無(wú)頻偏信號(hào)時(shí)，即信號(hào)中心頻率與調(diào)制器的 LO 信號(hào)頻率相同時(shí)，相當(dāng)于采用的是 Zero-IF 機(jī)制，鏡頻產(chǎn)物與信號(hào)本身不可分割，即使通過(guò)濾波器也無(wú)法濾除鏡頻。慶幸的是，采用 IQ 調(diào)制及解調(diào)器，即使存在鏡頻產(chǎn)物，依然可以恢復(fù)出原始的 IQ 信號(hào)。這也是為什么模擬 IQ 調(diào)制器之后不需要鏡頻抑制濾波器的原因。由于這種正交架構(gòu)，IQ 調(diào)制器本身是具有一定鏡頻抑制能力的，但是只有在輸出具有一定頻偏的信號(hào)時(shí)，即信號(hào)中心頻率與 LO 信號(hào)頻率不同時(shí)，才能體現(xiàn)出鏡頻抑制特性。下面將通過(guò)一些特殊的基帶 IQ 信號(hào)進(jìn)行解析分析，闡述影響鏡頻抑制特性的因素，及如何改善鏡頻抑制特性。

　　1. IQ 信號(hào)幅度平衡性對(duì)鏡頻抑制的影響

　　IQ 信號(hào)幅度不平衡（即幅度不同），要么是輸入至調(diào)制器的 I 和 Q 信號(hào)的幅度不平衡，要么是調(diào)制器具有一定的增益不平衡（即 I 和 Q 兩路的增益不同），這些都會(huì)影響對(duì)鏡頻的抑制能力。令 i（t）=Acoswbt，q（t）=sinwbt，則經(jīng)過(guò) IQ 調(diào)制輸出的射頻信號(hào) s（t）為 s（t）=Acoswbt· coswct - sinwbt · sinwct 積化和差得 s（t）=0.5（A+1）cos（wc+wb）t + 0.5（A-1）cos（wc-wb）t 當(dāng) A=1 時(shí)，射頻信號(hào)中只有上邊帶（wc+wb）分量；當(dāng) A=-1 時(shí)，射頻信號(hào)中只有下邊帶（wc-wb）分量；當(dāng) A≠±1 時(shí)，射頻信號(hào)中同時(shí)包含上邊帶（wc+wb）和下邊帶（wc-wb）兩個(gè)分量。以上通過(guò)解析方式介紹了 IQ 調(diào)制器的鏡頻抑制特性，其實(shí)通過(guò)圖解方法也可以清晰簡(jiǎn)便地進(jìn)行說(shuō)明。下面考慮 A=1 的情況，圖 1 給出了載波信號(hào)的傅里葉變換，這是雙邊帶頻譜，基帶信號(hào)經(jīng)過(guò) IQ 調(diào)制器實(shí)現(xiàn)了頻譜的搬移，圖 2 分別給出了調(diào)制器兩個(gè)支路上的頻譜變換情況，最終經(jīng)過(guò)合路器合路后，下邊帶分量相互抵消，只剩下上邊帶分量。