讨论:如何在很宽的频带范围内产生I/Q信号
虎哥2011/09/05电子技术 IP:四川
I/Q信号,其中
I:in-phase  表示同相
Q:quadrature 表示正交,与I相位差90度。
即正交信号。

用通俗的话讲,就是对于一个信号,将其分为相位相差90度的两路。如果不比较其相位,两路信号是完全相同的,他们的唯一区别就是一个比另一个超前或滞后90度。

正交信号在通信领域有着广泛的应用,他的出现大大简化了调制电路,省去了乘法器后面的边带滤波器。

但是I/Q信号的产生却比较复杂,特别是频率比较高的时候。产生I/Q信号的方法有多种,但是这些方法要么频率难以做高,要么在高频情况下只能适用于很窄的频率范围(比如传输线延迟,R-C电路等)。

假如现在要产生一个I/Q信号,要求频率在1~3GHz内连续可调,两路输出始终保持基本相等的幅度和大约90度相位差,这个电路应该如何设计呢,请大家谈谈看法。
来自:电子信息 / 电子技术
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~~空空如也
立棍
12年8个月前 IP:未同步
320331
原创,YY的,如果不好使我也不负什么责任。
把源信号分成两路。一路直接进入乘法器K,另一路经过可控移相器D再送入K的另一个输入端。 这样K能比较出一定的相位差电压。
如果信号相位差接近90度,K的输出电压就接近零,如果两信号倾向提前或滞后,K即倾向输出相应的正负电压。 这个电压经过放大,反馈到可控移相器D。 即可实现相位跟踪。

可控移相器D可以用变容二极管的阻容网络充当。
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立棍
12年8个月前 IP:未同步
320339
上面的方法作废,因为仔细一想,不能覆盖一个倍频程。  无法满足1G到3G的要求


另外一种思路,记得看过一个音频移相器。 频响是300赫到3K赫。 用了上百个精密电阻电容。元件的误差要求小于百分之1.
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虎哥作者
12年8个月前 IP:未同步
320341
楼上方法理论上可行,只是要保证幅度一致比较难。另外我希望的是1MHz~3GHz的理论上可行的方法(先不管实际能不能做出来,因为这里只是先探讨概念)。希望大家多出点子。
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hambaby
12年8个月前 IP:未同步
320347
sdr-iq.jpg

SDR-IQ,参考价格499USD。

建议大虫置办一只研究下……
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立棍
12年8个月前 IP:未同步
320348
电子世界是模拟的,也是数字的,但归根到底会都成为数字的。
希望也许是在DSP上吧。
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hambaby
12年8个月前 IP:未同步
320354
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拔刀斋
12年8个月前 IP:未同步
320370
用4倍的基频作四分频,最简单和可靠的方法。

如果基频太高跑不动可以用PLL、DLL(Delay-locked loop)
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/wiki/Delay-locked_loop
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立棍
12年8个月前 IP:未同步
320436
以前不知道这思路,异想天开计算过二倍频后再分频,记得相位好像不稳定,信号一弱,相位可能就完全相反。不能用在单边带信号解调之类的地方。四倍频的没研究过。
  

宽带倍频电路需要数字技术吧? (这话收回,想出一种简单的电路可以实现宽频倍频。)
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虎哥作者
12年8个月前 IP:未同步
320461
谢谢大家指教。主观认为7楼四分频的方法最简单可行,有没有更详细资料,主要是关于以下方面的

a)分频器的计数起始脉冲,如何准确的选到第二个,而不发生万一漏掉一个,错选成第三个的情况。我的想法是用两个分频器,用一个分频器的输出来触发,请大家分析一下可行性以及电路怎么搭。(我可以用信号源出1~4G的信号来做测试,这种分频器是可能的,但再高就难弄了)

b)分频器本身导致的相位不确定度有多大,一般来说没有提供这个指标。

如果可行,过几天就搭这个电路,测试实际效果。
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拔刀斋
12年8个月前 IP:未同步
320467
先不考虑倍频器,直接用4倍高的基频,然后只要一个二进制计数器+组合逻辑输出,不会丢脉冲。
宽基频可以用高基频加上可变分频,或者用DDS,有些DDS连内置IQ都做好了。

以上只是原理,实际上在高频下逻辑门的传输延迟与信号周期同量级。
一般逻辑器件的延迟误差会破坏相位关系,只有使用内部工艺作了传输延迟匹配的专用IC。
IQ时钟这种必备基础模块,DIY水平能做出来的东西肯定早有人做成IC了。

在几百兆以上的频率,中小规模逻辑器件已经近乎绝迹。
现在RFIC的主频上限已经达到60GHz,不记得是CMOS工艺还是砷化镓工艺,成电在这方面很牛。
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虎哥作者
12年8个月前 IP:未同步
320476
自从昨天看到你的帖子以后,我找了一阵子,暂时没有找到适用的IC,有的也只是窄带的,比如手机上用的那种IC。有很多关于片内I/Q发生器的论文,无一例外都是窄带的,包括用片上R-C回路来做延迟,离开频带以后幅度就变了,要再调起来很麻烦。
在低频段,用DDS是个不错的选择。
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wldshy
12年8个月前 IP:未同步
320561
AD9739  直接出,楼上xx所已将此用于xx发射机。调频范围可达1G左右
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