【訊號調變】IQ調變器

閱讀時間約 2 分鐘
●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
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    調變(modulation) 是一種將一個或多個週期性的載波混入想傳送之訊號的技術,常用於無線電波的傳播與通訊、利用電話線的資料通訊等各方面。
    ■手機無線通訊架構 終端設備的 無線通信模組主要有三部分為: 1.射頻前端模組(RFFEM, Radio Frequency Front-End) 2.射頻收發模組 3.基帶信號處理器。 其中,射頻前端模組主要是做到信號在不同頻率下的收發。 關、 濾波器、低噪放大器等。 各項功用為: 濾波;
    ■RF濾波器常見名詞 LNA = Low Noise Amplifier低噪音放大器 MEMS = Micro Electromechanical System 微機電系統 SAW = Surface Acoustic Wave表面聲波 : 是在壓電晶體表面上形成的電磁波。 重要性能 ■濾波器
    ■信號的各種傅立葉變換分析 【TIPS】 DTFT是時間離散傅立葉轉換,僅僅是時間上離散化了;DTFT是對 原信號在時域離散 DFT是離散傅立葉轉換,在時域和頻域上都離散了。DFT是對DTFT在頻域上 離散,相當於對原信號在時域、頻域上都離散。 DTFT是數學家的傑作,DFT是工程師的傑作。
    6G 是一種非地面網絡 (NTN, Non-Terrestrial Network) 其取代 5G 的目標,例如 >1 Tbps 的峰值數據速率、>1200 km/h 的極高移動性 支持以及 99.99999% 的端到端可靠性。 6G 的頻率範圍和帶寬使用模式比 5G 更為提升。 ●無人機空中基站
    █類比電路設計的理論工具 1.波德圖(Bode Chart)頻域分析 2.史密斯圖(Smith Chart) 3.電晶體Π 型模型 4.電晶體H 型模型 ■駐波 兩列振幅相同的相干波在同一直線上沿相反方向傳播時,波谷和波峰 互相疊加保持不動,波形不移動,無法向前傳播,稱為駐波。 █阻抗匹配
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