柔性電路板廠之DMR之超外差和單芯片方案對比

文章來源：作者：梁波靜查看手機網址

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人氣：2710發布日期：2020-07-21 10:25【大中小】

DMR 之不同射頻架構

對講機行業目前有幾百家企業在生產不同品質、不同價格的產品。其中高性能、高價格的產品以行業龍頭摩托羅拉和海能達為代表，這兩個品牌真正自己生產（非貼牌）的中高端機器基本是超外差架構。另外一部分品牌以及摩托羅拉的一些副廠產品，部分采用了高集成的零中頻架構。下面我們柔性電路板廠就討論下這兩種架構對用戶使用帶來哪些區別，本文只討論接收部分。

先說說什么是超外差架構。先搬一張某經典機型接收機框圖：

接收天線下來首先是收發開關（ANT SW），它負責打開和關閉收發信號。然后是 LNA 進行信號放大，LNA 前后各包含有一個帶通濾波器（BPF）。正規機器通常是用幾個變容管和線圈等器件構成電調諧帶

通濾波器，行業內簡稱電調，會跟蹤有用信號的頻點而調節自身諧振點。它的作用是對外部接收信號做選擇，抑制干擾信號。如果缺失了電調濾波器，強干擾會直接打入 LNA 或混頻器，導致它們飽和，機器出現接收困難（實際靈敏度瞬間惡化）。

放大器后面是第一級混頻器（MIXR），混頻后的信號變成第一中頻信號，通常是幾十兆赫茲。混頻時，性能的一個關鍵在于本振信號（PLL）的純度（相位噪聲），這將影響接收機抗干擾性能。目前業界頻譜純度能達到專業對講機要求的（-120dbc/Hz @10k offset），一種是用分立元件做獨立 VCO，一種是用 TI 產LMX2571，國產器件還有待提高。

第一級混頻器后面緊跟著的是晶體濾波器（MCF），這是一種非常特殊和精準的濾波器件，能夠做到 12.5KHz 這么小的帶寬，帶外干擾濾除效果非常明顯！上圖吧：

這是日本 KDS 晶體濾波器的特性，能夠對干擾衰減 60dB,也就是1000000 倍。

晶體濾波器后面是中頻放大器，然后是中頻接收芯片。芯片里面進行第二次混頻和帶通濾波，解調出 FM 音頻供后級音頻電路發出聲音。這里的帶通濾波器再次對帶外干擾信號做濾除，保證接收穩定。在一二十年前主要是用日本東芝的 TA31136，現在海能達有在用日本AKM 的AK2365A 替代。后者有個進步是把外部的第二中頻濾波器和陶瓷鑒頻器集成到 IC 中了。

軟板廠綜合以上分析可以看到，專業對講機接收機信號經過了至少 3 次射頻濾波，層層濾波凈化后的信號才進行解調。用幾張簡圖總結一下信號提純過程吧。

天線接收的信號中，s 代表有用信號，i1 和 i2 是近端和遠端干擾信號，藍色曲線代表電調濾波器特性曲線：

經過電調濾波器后，遠端干擾被消除，但電調濾波器帶寬較寬，對近端干擾衰減不夠。如下信號被轉成中頻

中頻濾波器都是很精準的窄帶濾波器，彌補電調的不足，濾波原理如下：

殘留的干擾 i1’在 MCF 帶外，會被完美濾除：

這就是超外差電路對抗干擾的整個過程，其中第二中頻濾波器的過程與 MCF 類似，不再贅述。簡單講就是 3 次濾波來消除干擾。

下面對照一款專業機主板實物看看：

這是日本的一款經典產品。最右側紅色箭頭是天線輸入焊接口，紫色圈里 3 個線圈是低通濾波器，黃色圈里是 LNA 放大管，若干紅色小圈內是構成電調濾波器的電感線圈和變容二極管，綠色圈是晶體濾波器，晶體濾波器上方格子是獨立本振，藍色圈是解調芯片 TA31136 及配套器件。

下圖是一款專業級 DMR 模塊的實物圖：

每個顏色的器件都能和前面的專業機型對應，其中電調部分采用空心線圈獲得更好的 Q 值，晶體濾波器與前款產品是同一品牌（KDS），淺藍色圈里的獨立本振是 TI 的 LMX2571，深藍色圈里是解調芯片AK2365A。這兩款芯片都是近年出現并被摩托和海能達專業機采用的型號。

再看一看中低端機器是什么樣的：

可以看到，兩款低端機器電路很簡潔，藍色部分用國產接收芯片代替了專業機里面的一大片電路。上面那一款最低端的版本在 LNA 部分的電調濾波器（BPF）也省掉了，對抗干擾就只能看國產芯片自己了。

FPC廠了解，市面上的 DMR 機器從兩百多到幾千塊都有，質量也是有幾個檔次。超外差和國產單芯片的方案目前都出貨很多，前者主要是性能穩定、抗干擾性強，缺點是電路復雜、成本高，一般是大品牌專業機在用。后者簡單實用，很多消費級的中小品牌產品采用，但還沒有出現在摩托羅拉（非貼牌）和海能達的產品中。因為有電調濾波器在 LNA 前面，濾除干擾的同時也降低了接收機靈敏度。有電調的產品靈敏度未必很高，但在有干擾的環境下實際靈敏度不會下降，用戶體驗穩定可靠。兩者從外觀也容易區分，線圈少于 8 個的很可能沒有電調；有沒有晶體濾波器也一看便知。

在有其他頻點的對講機同時工作，或在鐵路、電力等強電磁干擾環境下，都很容易出現突發的遠、近端干擾信號。隨著國內汽車的普及，汽車電路干擾也經常在我們測試中出現。如果接收機沒有充分處理，用戶就會感覺信號時好時壞，不穩定。而農村或郊外用戶所面臨的干擾情況比較少。大家應根據使用環境選擇合適的產品方案。

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