IQ信號(hào)淺談

“?隨著芯片集成度增高，射頻人員接觸到IQ信號(hào)的機(jī)會(huì)也增多。比如說(shuō)，正交解調(diào)器以及正交調(diào)制器等，可以直接進(jìn)行射頻信號(hào)與基帶IQ信號(hào)的轉(zhuǎn)換。所以，今天稍微談一下IQ信號(hào)。”

什么是IQ信號(hào)？

I是In-Phase，Q是Quadrature（相移90度）。即代表兩路相位相差90度的信號(hào)。

為什么要用IQ信號(hào)？

為什么要多此一舉，把一路信號(hào)分成兩路信號(hào)傳輸呢，而且兩路信號(hào)中包含同樣的信息？

說(shuō)原因之前，我們先介紹一下正交調(diào)制器。

上圖是ADI公司的一款正交調(diào)制器的框圖。本振信號(hào)通過(guò)正交相移功分器分為相位相差90度的兩路信號(hào)，分別與I路和Q路基帶信號(hào)混頻后，相加得到RF信號(hào)。更簡(jiǎn)化的框圖如下圖所示。

這是IQ信號(hào)應(yīng)用的最多的場(chǎng)景。下面講講用IQ信號(hào)的理由。

理由一 ：IQ信號(hào)讓調(diào)制更簡(jiǎn)單

一個(gè)正弦信號(hào)，有三個(gè)變量，振幅、頻率和相位。所謂調(diào)制，就是對(duì)正弦信號(hào)的振幅、頻率或者相位進(jìn)行調(diào)制。而有了IQ信號(hào)，你只需要改變IQ信號(hào)的幅度，就可以實(shí)現(xiàn)這些調(diào)制。

如上圖所示，如果想對(duì)載波的相位進(jìn)行調(diào)制，你只需改變I路和Q路的信號(hào)的幅度即可。

也許，有同學(xué)會(huì)想，只有一路信號(hào)，我也能只改變幅度呀？

這就要提到三角函數(shù)公式。

從以上公式看到，如果只有一路信號(hào)的話，經(jīng)過(guò)混頻后，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)邊帶，你需要通過(guò)濾波器來(lái)濾除無(wú)用邊帶。

這里就要引出理由二了。

理由二：可以減少對(duì)濾波器抑制度的要求

從時(shí)域上來(lái)分析：

設(shè)輸入信號(hào)為sin(2πf1t)，本振信號(hào)為sin(2πf2t)，則輸出信號(hào)為sin(2πf1t)*cos(2πf2t)+cos(2πf1t)*sin(2πf2t)=sin(2π(f1+f2)t)，只有一個(gè)邊帶的信號(hào)，另外一個(gè)邊帶相消了。

即使鏈路中存在不理想性，另外一個(gè)邊帶中的能量也要比常規(guī)單混頻器架構(gòu)的低，降低了對(duì)發(fā)射濾波器抑制度的要求。這也是正交調(diào)制器相對(duì)常規(guī)混頻方案的優(yōu)勢(shì)所在。

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