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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：2969發(fā)布日期：2020-07-21 10:25【大中小】

DMR 之不同射頻架構

對講機行業(yè)目前有幾百家企業(yè)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(yè)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(qū)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(fā)開關（ANT SW），它負責打開和關閉收發(fā)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(guī)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(yè)內簡稱電調，會跟蹤有用信號的頻點而調節(jié)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(xiàn)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?；祛l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(yè)界頻譜純度能達到專業(yè)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(fā)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(wěn)定。在一二十年前主要是用日本東芝的 TA31136，現(xiàn)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(yè)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(yè)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(yè)級 DMR 模塊的實物圖：

每個顏色的器件都能和前面的專業(yè)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(xiàn)并被摩托和海能達專業(yè)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(yè)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(wěn)定、抗干擾性強，缺點是電路復雜、成本高，一般是大品牌專業(yè)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(xiàn)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(huán)境下實際靈敏度不會下降，用戶體驗穩(wěn)定可靠。兩者從外觀也容易區(qū)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(huán)境下，都很容易出現(xiàn)突發(fā)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(xiàn)。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(wěn)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(jù)使用環(huán)境選擇合適的產品方案。

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