知道什麼是I/Q信號

當前的數字射頻芯片,無一例外的用到了I/Q信號,就算是RFID芯片,內部也用到了I/Q信號,然而絕大部分射頻人員,對於IQ的瞭解除了名字之外,基本上一無所知。

網上有大量關於IQ信號的資料,但都是公式一大堆,什麼四相圖,八相圖之類的,最後還是不明白,除了知道這兩個名次解釋:

I:in-phase 表示同相

Q:quadrature 表示正交,與I相位差90度。

 

國內的教學首先是老師根本不懂實踐,之後只能按照書本講公式,其實老師自己什麼都不懂,很多人都說老師只懂理論,若老師真的懂理論,那教育就不是現在這個局面了,實際上老師不僅僅不懂實踐,更不懂理論,只是照本宣科吧了。

現在來解釋I Q信號的來源:

最早通訊是模擬通訊,假設載波爲cos(a),信號爲cos(b),那麼通過相成頻譜搬移,就得到了

cos(a) * cos(b) = 1/2[cos( a + b) - cos(a - b) ]

這樣在a載波下產生了兩個信號,a+b和a-b,而對於傳輸來說,其實只需要一個信號即可,也就是說兩者選擇一個即可,另外一個沒用,需要濾掉。但實際上濾波器是不理想的,很難完全濾掉另外一個,所以因爲另外一個頻帶的存在,浪費了很多頻帶資源。

進入數字時代後,在某一個時刻傳輸的只有一個信號頻率,比如0,假設爲900MHz,1假設爲901MHz,一直這兩個頻率在變化而已,並且不可能同時出現。這個不同於模擬通訊信號,比如電視機,信號的頻帶就是6.5MHz。還有一個嚴重的問題,就是信號頻帶資源越來越寶貴,不能再像模擬一樣這麼簡單的載波與信號相乘,導致雙邊帶信號。

大家最希望得到的,就是輸入a信號和b信號,得到單一的a+b或者a-b即可。基於此目的,我們就把這個公式展開:

cos(a-b)=cos(a)cos(b)+sin(a)sin(b)

這個公式清楚的表明,只要把載波a和信號b相乘,之後他們各自都移相90度相乘,之後相加,就能得到a-b的信號了。這個在數字通訊,當前的半導體工藝完全可以做到:

1:數字通訊,單一時間只有一個頻點,所以可以移相90度。

2:相加器、相乘器技術很容易實現。

如下圖:手機GSM射頻部分

 

接下來就很好辦了,大家知道I就是cos(b),Q就是sin(b)

對這兩個信號進行組合:

cos(b), sin(b)

cos(b), -sina(b)

-cos(b), sin(b)

-cos(b), -sin(b)

這個就是IQ信號的四相調製了。

之後爲了編碼更多的,就在這個裏面折騰了,下面的就大家自己看書了。

注意,通過上面分析,大家知道IQ信號應該是正弦波模擬信號,手機上的頻率是66KHz,大家在佈線的時候一定要保證IQ信號不被幹擾,畢竟是模擬信號,不然相乘相加之後就有很多雜波產生了,這個就是雜散了。

發佈了47 篇原創文章 · 獲贊 36 · 訪問量 15萬+
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章