2 - 零中頻架構在無線電設計中的優(yōu)勢

如前所述，成本的估算非常難，因為這在很大程度上取決于產(chǎn)量和與供應商簽訂的協(xié)議。然而，詳細分析顯示，通過集成、消除部分元件、降低要求，零中頻架構最高可使系統(tǒng)總成本降低三分之一。需要記住的是，這是系統(tǒng)成本，不是器件成本。由于更少的器件要承載更多的功能，所以在系統(tǒng)總成本減少的情況下，有些器件成本可能會增加。

除了材料成本以外，集成式零中頻接收器還有一些其他優(yōu)勢。由于集成式系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)中的器件數(shù)量，所以其裝配成本較低，工廠良品率較高。由于分立式器件數(shù)量變少，所以對齊時間也會變短。這些因素相加，可降低工廠成本。

由于零中頻接收器是名符其實的寬帶，所以，調(diào)整頻段的工程成本也減少了。在中頻采樣系統(tǒng)中，必須慎重選擇中頻頻率，但對于零中頻系統(tǒng)，則無需進行謹慎的規(guī)劃?；旧贤ㄟ^更改本振就可以添加新的頻段。另外，由于在使用零中頻時，許多應用并不要求外部射頻濾波器，所以，結果可能實現(xiàn)進一步的簡化。整體而言，對于零中頻解決方案，如果考慮直接成本以及上面列出的制造成本和工程成本，其成本節(jié)省優(yōu)勢是非?？捎^的。

最低功耗

如果只是采用圖1所示架構，并直接將其集成到片上系統(tǒng)中，結果并不會帶來功耗和成本上的優(yōu)勢。要節(jié)省功耗，就要選擇高效的架構，該架構能針對目標工藝進行優(yōu)化。類似于圖中所示中頻采樣接收器的架構涉及到大量的高頻和中頻頻率，難以在低成本工藝的基礎上進行擴展，因此，要消耗大量功率以支持所需頻率。然而，如圖2所示的零中頻架構能立即降低至直流（基帶）的目標頻率，因而可以實現(xiàn)頻率最低的電路。

類似地，通過帶寬來解決這個問題也是非常低效的。類似于直接射頻采樣的架構可提供較寬的帶寬，并且具有極大的靈活性。然而，據(jù)Walden3 和 Murmann.4在文中所述，增加系統(tǒng)帶寬始終都會提高功耗。

除非需要原始帶寬，否則，對多數(shù)接收器應用來說，僅僅通過帶寬來解決這個問題并不是一種經(jīng)濟的解決方案。這些長期研究的數(shù)據(jù)表明，轉換器的發(fā)展有兩個方面值得關注。技術面取得了一些進步，能以動態(tài)范圍和帶寬的形式顯著提高內(nèi)核的交流性能。架構面在內(nèi)核架構的整體效率方面有所進步。一般地，曲線先是向右移動，然后隨著設計的優(yōu)化，開始向上運動。對于通信應用，操作趨向沿技術面進行，其中，從線條斜率來看，轉換器效率大約下降了10 dB/十倍頻程，如圖7所示。在此斜率下，使帶寬增加一倍會導致功耗增加兩倍。然而，在把這些內(nèi)核集成到功能器件中之后，效率就有所改善，當其靠近架構面時，功率損失接近2。

圖7. 內(nèi)核ADC技術的品質(zhì)因數(shù)

對于關心功耗的應用來說，結論是，功耗最低的解決方案是帶寬和采樣速率均針對應用而優(yōu)化過的解決方案。搭載Σ-Δ轉換器的零中頻采樣設計就針對這類應用進行了優(yōu)化。依據(jù)具體的應用，采用零中頻接收器比中頻采樣架構可節(jié)省50%或以上的功耗，比直接射頻采樣可節(jié)省高達120%的功耗。

功耗還與成本直接相關。更高的功耗不但會提高封裝成本和電源成本，而且對于電路消耗的每瓦特功率（設電費為12美分/千瓦時），每年每瓦特的運營成本會超過1美元。鑒于許多電子器件成本較低，其一年的運行成本就可能輕松超過其直接成本。因此，隨著集成式無線電解決方案選項的推出，對成本和功耗敏感的應用必須選擇謹慎地做出權衡。選擇會不必要地增加功耗的架構，結果不但會增加功耗，還可能會影響解決方案的長期運行成本。

性能增強

無線電設計有若干重要的關鍵指標需要注意。其中包括噪聲系數(shù)(NF)、線性度（IP3、IM3）、降敏、選擇性等。在正常的無線電規(guī)格以外，還有一些規(guī)格也很重要，但用戶往往看不到。其中包括規(guī)格分布和漂移與時間、電源、溫度和流程的關系。零中頻架構符合關于無線電設計的這些和其他關鍵要求。

通過溫度、電源和流程跟蹤