当你设计低损耗,低功率接收机时,传统的选择会是一个直接转换结构。然而,直接转换结构的UWB接收机在当考虑功率消耗和本地晶振(LO)方案时[5][6],存在一个被普遍认为为时变直流偏置和窄带干扰敏感性的问题。接收机输出处的直流偏置会降低数字基带信号的信燥比,更加严重的是,它可能带来更严重影响信燥比的二阶失真。
由于本地震荡是变化在3.5GHz到8GHz之间的,所以混频器输出的直流偏置在跳频处会存在明显的变化。同时因为一帧只占312.5ns,如图1示,即直流偏置校正必须安排在其时隙中。设计一个这样的需要快速校正偏置的回路是相当难的。在接收机基带输出处的直流阻塞电容可以缓解直流偏置,但不会减少任何混频器中的二阶失真。更有胜者,由于接收到的信号强度会在每个跳频点变化,使得电容都会产生一个微秒级的处理时间。
另一方面,外差接收机对直接转换结构的不完整性不是很敏感,但其中的损耗和电流消耗会造成其自身的若干问题。外差接收机通常需要更多的接收机链中的组件,这导致其需要更大的裸片面积和更高的电流消耗。外差接收机两个主要缺点是其需要排斥图象和需要一个IF带通滤波器。排斥图象通常通过一个图象排斥混合器或者一个高度选择性图象排斥滤波器或两者阶有来实现。而一个UWB系统的图象排斥混合器是特别难于实现的,因为此混合器需要一个准确的正交本地振荡,而此本地振荡产生于一个很宽的带宽中的部分成分。此外,图象排斥混合器的电流消耗是远远大于一般混合器的。
IF输出端需要一个带通滤波器来缓解下个下变频器对线性的要求。这个滤波器用于在多微网UWB系统中抑制相邻频道。片上消极带通滤波器需要高Q值的电感,这样的电感可以有效的增加裸片面积并必须使用厚的可以增加裸片总损耗的优质金属。另一方面,积极的滤波器会非常需要高功率,同样会导致系统燥声和失真的明显增大[7]。这些都是一个可行外差接收机需要去克服的主要难点。
为了避免传统外差接收机图象排斥问题,频率被设计为IF2.64GHz,以至于所有图象都低于2.4GHz。因此,一个符合UWB接收机设计标准的且截止频率为3GHz的外部带通滤波器可以抑制所有的图象信息,如图3示。另外,可调谐LNA提供了更有效的图象排斥。所得到的图象排斥结果是足以摆脱对图象排斥混合器的需要的。然而,这个在IF上的选择只限制于对带族1,2,3的图象排斥。对于更高的带族(大于8GHz),IF2.64GHz的图象将在频率上高过3.1GHz,即不会在外部带通滤波器的影响下衰减。