柔性电路板厂之DMR之超外差和单芯片方案对比

文章来源：作者：梁波静查看手机网址

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人气：3419发布日期：2020-07-21 10:25【大中小】

DMR 之不同射频架构

对讲机行业目前有几百家企业在生产不同品质、不同价格的产品。其中高性能、高价格的产品以行业龙头摩托罗拉和海能达为代表，这两个品牌真正自己生产（非贴牌）的中高端机器基本是超外差架构。另外一部分品牌以及摩托罗拉的一些副厂产品，部分采用了高集成的零中频架构。下面我们柔性电路板厂就讨论下这两种架构对用户使用带来哪些区别，本文只讨论接收部分。

先说说什么是超外差架构。先搬一张某经典机型接收机框图：

接收天线下来首先是收发开关（ANT SW），它负责打开和关闭收发信号。然后是 LNA 进行信号放大，LNA 前后各包含有一个带通滤波器（BPF）。正规机器通常是用几个变容管和线圈等器件构成电调谐带

通滤波器，行业内简称电调，会跟踪有用信号的频点而调节自身谐振点。它的作用是对外部接收信号做选择，抑制干扰信号。如果缺失了电调滤波器，强干扰会直接打入 LNA 或混频器，导致它们饱和，机器出现接收困难（实际灵敏度瞬间恶化）。

放大器后面是第一级混频器（MIXR），混频后的信号变成第一中频信号，通常是几十兆赫兹。混频时，性能的一个关键在于本振信号（PLL）的纯度（相位噪声），这将影响接收机抗干扰性能。目前业界频谱纯度能达到专业对讲机要求的（-120dbc/Hz @10k offset），一种是用分立元件做独立 VCO，一种是用 TI 产LMX2571，国产器件还有待提高。

第一级混频器后面紧跟着的是晶体滤波器（MCF），这是一种非常特殊和精准的滤波器件，能够做到 12.5KHz 这么小的带宽，带外干扰滤除效果非常明显！上图吧：

这是日本 KDS 晶体滤波器的特性，能够对干扰衰减 60dB,也就是1000000 倍。

晶体滤波器后面是中频放大器，然后是中频接收芯片。芯片里面进行第二次混频和带通滤波，解调出 FM 音频供后级音频电路发出声音。这里的带通滤波器再次对带外干扰信号做滤除，保证接收稳定。在一二十年前主要是用日本东芝的 TA31136，现在海能达有在用日本AKM 的AK2365A 替代。后者有个进步是把外部的第二中频滤波器和陶瓷鉴频器集成到 IC 中了。

软板厂综合以上分析可以看到，专业对讲机接收机信号经过了至少 3 次射频滤波，层层滤波净化后的信号才进行解调。用几张简图总结一下信号提纯过程吧。

天线接收的信号中，s 代表有用信号，i1 和 i2 是近端和远端干扰信号，蓝色曲线代表电调滤波器特性曲线：

经过电调滤波器后，远端干扰被消除，但电调滤波器带宽较宽，对近端干扰衰减不够。如下信号被转成中频

中频滤波器都是很精准的窄带滤波器，弥补电调的不足，滤波原理如下：

残留的干扰 i1’在 MCF 带外，会被完美滤除：

这就是超外差电路对抗干扰的整个过程，其中第二中频滤波器的过程与 MCF 类似，不再赘述。简单讲就是 3 次滤波来消除干扰。

下面对照一款专业机主板实物看看：

这是日本的一款经典产品。最右侧红色箭头是天线输入焊接口，紫色圈里 3 个线圈是低通滤波器，黄色圈里是 LNA 放大管，若干红色小圈内是构成电调滤波器的电感线圈和变容二极管，绿色圈是晶体滤波器，晶体滤波器上方格子是独立本振，蓝色圈是解调芯片 TA31136 及配套器件。

下图是一款专业级 DMR 模块的实物图：

每个颜色的器件都能和前面的专业机型对应，其中电调部分采用空心线圈获得更好的 Q 值，晶体滤波器与前款产品是同一品牌（KDS），浅蓝色圈里的独立本振是 TI 的 LMX2571，深蓝色圈里是解调芯片AK2365A。这两款芯片都是近年出现并被摩托和海能达专业机采用的型号。

再看一看中低端机器是什么样的：

可以看到，两款低端机器电路很简洁，蓝色部分用国产接收芯片代替了专业机里面的一大片电路。上面那一款最低端的版本在 LNA 部分的电调滤波器（BPF）也省掉了，对抗干扰就只能看国产芯片自己了。

FPC厂了解，市面上的 DMR 机器从两百多到几千块都有，质量也是有几个档次。超外差和国产单芯片的方案目前都出货很多，前者主要是性能稳定、抗干扰性强，缺点是电路复杂、成本高，一般是大品牌专业机在用。后者简单实用，很多消费级的中小品牌产品采用，但还没有出现在摩托罗拉（非贴牌）和海能达的产品中。因为有电调滤波器在 LNA 前面，滤除干扰的同时也降低了接收机灵敏度。有电调的产品灵敏度未必很高，但在有干扰的环境下实际灵敏度不会下降，用户体验稳定可靠。两者从外观也容易区分，线圈少于 8 个的很可能没有电调；有没有晶体滤波器也一看便知。

在有其他频点的对讲机同时工作，或在铁路、电力等强电磁干扰环境下，都很容易出现突发的远、近端干扰信号。随着国内汽车的普及，汽车电路干扰也经常在我们测试中出现。如果接收机没有充分处理，用户就会感觉信号时好时坏，不稳定。而农村或郊外用户所面临的干扰情况比较少。大家应根据使用环境选择合适的产品方案。

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