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无线数字广播射频接收机中鉴频鉴相器和电荷泵设计
摘要
本论文主要探讨了无线数字广播射频接收机中鉴频鉴相器和电荷泵的设计。对于鉴频鉴相器部分，本文主要阐述了混合式鉴频鉴相器和环路鉴频鉴相器的原理及优缺点，并结合实际应用进行了详细的设计与仿真分析。对于电荷泵部分，本文主要探讨了基于MOSFET的电荷泵和同频电荷泵的设计原理、优势以及实现细节，并通过仿真验证了其有效性和可行性。本文的研究成果为无线数字广播射频接收机的设计与优化提供了一定的参考价值。
关键词：无线数字广播；射频接收机；鉴频鉴相器；电荷泵
一、引言
随着无线数字广播技术的不断发展，人们对于无线数字广播接收机的要求也越来越高。而在无线数字广播接收机中，射频接收机是起到关键作用的组件之一。其中，鉴频鉴相器和电荷泵作为射频接收机的关键部件，对于射频信号的解调和下一级放大器的正常工作起着至关重要的作用。因此，设计高性能的鉴频鉴相器和电荷泵是无线数字广播接收机设计的重要内容之一。
二、鉴频鉴相器设计
1.混合式鉴频鉴相器
混合式鉴频鉴相器是一种常用的鉴频鉴相器，其主要由两个互相垂直的耦合线圈组成，其中一个被称为相量线圈，另一个则被称为参考线圈。混合式鉴频鉴相器的基本原理就是利用相量线圈和参考线圈通过交变的磁场感应电压的方式，对射频信号进行解调和相位检测。同时，混合式鉴频鉴相器的输出信号还可以通过一定的滤波和放大处理，提高解调和相位检测的准确性和稳定性。
混合式鉴频鉴相器的优点在于结构简单、解调效果好、相位检测精度高等。但其也存在一些缺点，例如相量线圈和参考线圈的互相干扰、电流不平衡等问题。针对上述缺点，可以采取一些技术手段进行优化，例如采用预分离式布局、改进线圈结构等。
2.环路鉴频鉴相器
环路鉴频鉴相器是一种基于同轴电缆的鉴频鉴相器。其主要由反相器、偏移电路、衰减器、环路耦合线圈等组成，可以对射频信号进行解调和相位检测。环路鉴频鉴相器的优点在于结构紧凑、零件少、仅需一根同轴电缆等。但其也存在一些缺点，例如对相位的检测精度不够高、对输入功率和载波频率的变化比较敏感等问题。
针对环路鉴频鉴相器的缺点，可以采用一些技术手段进行优化。例如改进环路耦合线圈的结构、增加相位检测环路等。
3.设计与仿真
对于鉴频鉴相器的设计，需要结合具体的应用场景和要求进行设计和仿真。在设计过程中，需要考虑到鉴频鉴相器的频带范围、解调效果、相位检测精度、结构复杂度等因素。同时，还需要进行一定的仿真分析，验证设计的可行性和有效性。本文以混合式鉴频鉴相器为例，给出了具体的设计过程。
首先，通过ADS软件建立混合式鉴频鉴相器电路模型，并进行参数设置和可调节元器件选型等。然后，进行混合式鉴频鉴相器的仿真，对其解调和相位检测效果进行分析和评估。最后，根据仿真结果进行电路参数的调整及优化，得到最终的混合式鉴频鉴相器电路。
三、电荷泵设计
1.MOSFET电荷泵
MOSFET电荷泵是一种基于MOSFET晶体管的电荷泵，其主要利用MOSFET的输入电容和输出电容来实现对电荷的积累和输出。MOSFET电荷泵的优点在于需要的零件少、电源电压低、输出电流大等。但其也存在一些缺点，例如波形畸变、电源噪声等问题，需要进行一定的优化。
2.同频电荷泵
同频电荷泵是一种将射频信号和本振信号混合产生直流电压的电荷泵。同频电荷泵的优点在于结构简单、效果稳定、电荷输出精度高等。但其也存在一些缺点，例如对射频信号的限制比较严格、干扰信号的抑制效果不够好等问题。
3.设计与仿真
对于电荷泵的设计，需要考虑到电荷输出精度、干扰信号抑制效果、结构复杂度、电源噪声等因素。同时，还需要进行一定的仿真分析，以验证电荷泵设计的可行性和有效性。本文以同频电荷泵为例，给出了具体的设计过程。
首先，通过ADS软件建立同频电荷泵电路模型，并进行参数设置和可调节元器件选型等。然后，进行同频电荷泵的仿真，检验其电荷输出精度和干扰信号抑制效果等。最后，根据仿真结果进行电路参数的调整及优化，得到最终的同频电荷泵电路。
四、结论
本文从无线数字广播射频接收机的鉴频鉴相器和电荷泵两个方面进行了探讨。对于鉴频鉴相器，本文主要阐述了混合式鉴频鉴相器和环路鉴频鉴相器的原理及优缺点，并结合实际应用进行了详细的设计与仿真分析。对于电荷泵，本文主要探讨了基于MOSFET的电荷泵和同频电荷泵的设计原理、优势以及实现细节，并通过仿真验证了其有效性和可行性。本文的研究成果为无线数字广播射频接收机的设计与优化提供了一定的参考价值。