數(shù)字射頻芯片I/Q信號
當(dāng)前的數(shù)字射頻芯片,無一例外的用到了I/Q信號,就算是RFID芯片,內(nèi)部也用到了I/Q信號,然而絕大部分射頻人員,對于IQ的了解除了名字之外,基本上一無所知。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/185777.htm網(wǎng)上有大量關(guān)于IQ信號的資料,但都是公式一大堆,什么四相圖,八相圖之類的,最后還是不明白,除了知道這兩個名次解釋:
I:in-phase 表示同相
Q:quadrature 表示正交,與I相位差90度。
國內(nèi)的教學(xué)首先是老師根本不懂實(shí)踐,之后只能按照書本講公式,其實(shí)老師自己什么都不懂,很多人都說老師只懂理論,若老師真的懂理論,那教育就不是現(xiàn)在這個局面了,實(shí)際上老師不僅僅不懂實(shí)踐,更不懂理論,只是照本宣科吧了。
現(xiàn)在來解釋I Q信號的來源:
最早通訊是模擬通訊,假設(shè)載波為cos(a),信號為cos(b),那么通過相成頻譜搬移,就得到了
cos(a) * cos(b) = 1/2[cos( a + b) - cos(a - b) ]
這樣在a載波下產(chǎn)生了兩個信號,a+b和a-b,而對于傳輸來說,其實(shí)只需要一個信號即可,也就是說兩者選擇一個即可,另外一個沒用,需要濾掉。但實(shí)際上濾波器是不理想的,很難完全濾掉另外一個,所以因?yàn)榱硗庖粋€頻帶的存在,浪費(fèi)了很多頻帶資源。
進(jìn)入數(shù)字時代后,在某一個時刻傳輸?shù)闹挥幸粋€信號頻率,比如0,假設(shè)為900MHz,1假設(shè)為901MHz,一直這兩個頻率在變化而已,并且不可能同時出現(xiàn)。這個不同于模擬通訊信號,比如電視機(jī),信號的頻帶就是6.5MHz。還有一個嚴(yán)重的問題,就是信號頻帶資源越來越寶貴,不能再像模擬一樣這么簡單的載波與信號相乘,導(dǎo)致雙邊帶信號。
大家最希望得到的,就是輸入a信號和b信號,得到單一的a+b或者a-b即可?;诖四康?,我們就把這個公式展開:
cos(a-b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)
這個公式清楚的表明,只要把載波a和信號b相乘,之后他們各自都移相90度相乘,之后相加,就能得到a-b的信號了。這個在數(shù)字通訊,當(dāng)前的半導(dǎo)體工藝完全可以做到:
1:數(shù)字通訊,單一時間只有一個頻點(diǎn),所以可以移相90度。
2:相加器、相乘器技術(shù)很容易實(shí)現(xiàn)。
如下圖:手機(jī)GSM射頻部分
接下來就很好辦了,大家知道I就是cos(b),Q就是sin(b)
對這兩個信號進(jìn)行組合:
cos(b), sin(b)
cos(b), -sina(b)
-cos(b), sin(b)
-cos(b), -sin(b)
這個就是IQ信號的四相調(diào)制了。
之后為了編碼更多的,就在這個里面折騰了,下面的就大家自己看書了。
注意,通過上面分析,大家知道IQ信號應(yīng)該是正弦波模擬信號,手機(jī)上的頻率是66KHz,大家在布線的時候一定要保證IQ信號不被干擾,畢竟是模擬信號,不然相乘相加之后就有很多雜波產(chǎn)生了,這個就是雜散了。
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