直接降頻接收機架構(Direct-Conversion Receiver)

由於直接轉換架構的本地振盪頻率與射頻頻率相同，因此沒有鏡像頻率的問 題，所以不需要在混頻器前加一個鏡像濾波器。因為沒有中頻，故不需要在混頻 器後加上一個頻道選擇濾波器和中頻放大器，取而代之的是一個低通濾波器。因 此直接轉換架構比超外差架構所需的元件還要少，也易於將整個接收機整合為單 一晶片，接收機架構如圖2 所示。雖然直接降頻接收機有以上優點且架構簡單，

但過去未被普遍使用，原因有下列幾點。

圖2 直接轉換接收機架構

1. 直流偏移(DC Offset)

由於電容與基板耦合及鎊線耦合(Bonding wire)效應，混頻器的RF與LO的 隔離度是有限的。如圖3(a) 所示，當本地振盪信號洩漏到A點和B點時，洩漏的 信號將與本地振盪再次混頻並在C點混出直流信號；另一種情形是當較大的干 擾信號從B點洩漏到本地振盪 (Interferer Leakage)，或者與同頻率的干擾訊號混 頻時，如圖3(b) 所示，也會在C點混出直流信號。這些現象稱為自我混頻 (Self-Mixing)，自我混頻會使後級的主動電路飽和，或是干擾到所要處理的信號。

圖3 直流偏移的成因(a)本地振盪信號洩漏到放大器 (b)放大器的輸出訊 號洩漏到本地振盪信號

2. 偶次階失真(Even-Order Distortion)

如圖4 所示，A₁cosω₁t^及A₂cosω₂為兩個干擾信號，當它們很接近所要 的信號時，經過低雜訊放大器的非線性效應後，將會產生二階調變衍生信號，

若二階調變衍生信號很接近直流訊號，而且混頻器的RF-IF的隔離度不夠大，二 階調變衍生信號將經過混頻器漏到混頻器的輸出端，而對降頻後的基頻接收信 號造成干擾，此稱為偶次階失真。超外差式接收機的混頻器也同樣有此問題存 在，所以需要高線性度的低雜訊放大器和混頻器，以防止偶次階失真。

圖4 偶次階失真的效應

3. 顫動雜訊(Flicker Noise)

電晶體的顫動雜訊屬於低頻雜訊，功率頻譜密度和頻率成反比(1/f)，所以 顫動雜訊會使直接降頻至基頻訊號的訊號雜訊比降低，故一般在低雜訊放大器 及混頻器的地方把增益提高，減少顫動雜訊的影響，例如使用主動式混頻器來 取代被動式混頻器。

4 . I/Q信號的不匹配(I/Q Mismatch)

圖5 所示，實際上電路將會有I/Q不匹配的現象；當I/Q信號經過相位或是 增益不匹配電路時，I/Q信號的星狀圖(Constellation)會失真，位元錯誤率因此上 升。圖6(a)、(b) 是QPSK信號經過相位和增益不匹配電路時，所產生的失真星 狀圖。在超外差接收架構中，因I/Q信號是經由中頻降頻而成的，降頻的頻率比 在直接轉換架構中由射頻直接降頻的頻率還要來的低，且在分離I/Q信號後所用 的電路比在直接轉換架構中還要少，所以比較沒有I/Q不匹配的情形。

圖5 I/Q不匹配的分佈情形

圖6 QPSK信號的星狀圖(a)增益誤差(b)相位誤差