●IQ 調變元件的產生
在實際的硬體設計考量上,很難根據輸入的訊息訊號來精確改變硬體電路中的高頻
載子正弦波的相位。而且操縱載子正弦波的強度和相位的硬體訊號調變器會很昂
貴,難以設計和製造。但是由於IQ調變器的誕生,徹底克服此一難題並大大擴增訊
號訊的領域
訊號基本數學模型如下:
根據以上的恆等式,發現正弦波和餘弦波的頻率是完全相同的,只是二者之間有
一個90度的相位差。這個現象的含義非常重要;基本上它意指我們只要操作分離
的I及Q輸入訊號的強度,就可以控制調變中的RF載子正弦波的振幅、頻率及相
位!利用這個方法,我們不再需要試圖直接修改RF載子正弦波的相位。
我們可以操縱輸入I及Q訊號的強度來獲得同樣的效果。當然,等式的後半段是一
個正弦波,前半段是餘弦波,因此我們必須在硬體電路中加入一項IQ調變器設
備,負責在用來做為I及Q混合器的載具訊號之間產生90度的相位移動, IQ調變
器的電路圖
圖中的X圈代表混合器,就是執行頻率加倍及將訊號升頻或降頻(這裡是升頻)
的設備。IQ調變器將I波型與RF載子正弦波混合,再將Q訊號與同樣的RF載子正
弦波混合,但是相位有90度的偏移。Q訊號從I訊號中減除(就像上面的第三行中
的等式一樣),產生最後的RF調變波型。
事實上,載子改變90度是I和Q資料的名稱的由來
I : 是同相(in-phase)資料(因為載子同相),
Q : 是正交(quadrature)資料(因為載子偏移90度)。
Quadrature 指Shifted (旋轉) 90度
當一對周期性信號相位相差 90 度時,它們被稱為⎾正交Quadrature˩
這種技術稱為正交升頻法(quadrature upconversion),而同樣的IQ調變器可以
用於任何調變算法。
由於IQ調變器只會對I及Q波型振幅的變動做出反應,而代表訊息訊號中強度和相
位的I和Q資料可以任意改變。因此IQ調變器被設計成一個標準化元件。
●IQ調變元件的使用
●IQ Modulator / Demodulator
LO 振盪器:產生Sinωt 及 Cosωt 載波(Carrier)
LPF 低通濾波器:濾出 I 信號及Q信號
PF: 射頻
IF : 中頻