RFID技术中的基于NIPXI技术的无线电接收机技术简介_PXI平台接收机资源-CSDN文库

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RFID技术中的基于技术中的基于NI PXI技术的无线电接收机技术简介技术的无线电接收机技术简介

基于NI PXI技术的无线电接收机技术简介 NI中国分公司技术市场工程师徐 NI射频信号分析仪PXI 5660并非传统

的频谱分析仪，而是一个高性能的软件无线电平台,基于NI PXI技术的无线射频接收监测系统具有更好的可扩展

性和灵活性概述无线射频接收机是一个监测系统，它负责从天线上接收射频能量，然后把信号频率降到数字化

仪可接收的范围内进行采集，随后就可以对信号进行诸如扫频、频谱分析、功率计算、调制和解调参数分析的

操作。一个无线监测

基于NI PXI技术的无线电接收机技术简介

NI中国分公司技术市场工程师徐

NI射频信号分析仪PXI 5660并非传统的频谱分析仪，而是一个高性能的软件无线电平台,基于NI PXI技术的无线射频接收监测

系统具有更好的可扩展性和灵活性

概述

无线射频接收机是一个监测系统，它负责从天线上接收射频能量，然后把信号频率降到数字化仪可接收的范围内进行采集，随

后就可以对信号进行诸如扫频、频谱分析、功率计算、调制和解调参数分析的操作。一个无线监测接收系统的主要指标应该包

括：动态范围、灵敏度、本底噪声、解调模式等。本文将详细介绍NI RF产品的功能及特点。

NI射频架构综述

NI的射频架构基于虚拟仪器技术的概念，它包括：高性能的模块化硬件（射频信号分析仪PXI 5660、射频信号发生器PXI

5670）以及高灵活性的软件架构（LabVIEW、频谱分析工具包、信号调制解调工具包）（见图1）。由于PXI平台是基于PC

技术的，用户完全可以利用PC技术的高速发展，例如高速的CPU、大容量的内存、高分辨率的显示器等。除此之外，PXI平

台还增加了专为测试测量应用定制的定时和触发总线，并具备坚固性、低功耗、电磁兼容性等特性。PC技术允许用户使用通

用的操作系统和灵活的软件架构。用户可以使用LabVIEW图形化编程环境和调制解调工具等附加工具包来开发不同的应用程

序。

PXI 5660的架构

PXI 5660 是一个基于PXI技术标准的射频信号分析仪。它具有模块化仪器的架构，其中包括一个宽带射频的下变频器、一个高

纯度的中频数字化仪和进行频谱测量和调制解调的软件工具包。

采集一个射频信号包括两个步骤：下变频和数字化。

下变频模块PXI 5600拥有20MHz的实时带宽，可以把信号频率下变频到以15MHz为中心频率、范围在5～25MHz之间。

数字化仪模块PXI 5620拥有一个高速的ADC和板上的硬件处理能力。它由一个14位的64 MSPS的ADC和一个数字下变频集成

电路组成。这个数字下变频芯片可以进行实时批处理，并将任何20MHz带宽的信号降频到基带信号，这对于捕捉无线通信的

信号来说是非常理想的。同时，下变频集成电路也可以从频谱中产生复杂的I/Q数据。数字化仪模块包括了专为数据传输设计

的具有NI专利的高速MiniMITE 集成电路。MiniMITE通过DMA方式将数据直接传输到主机的内存上，从而释放主机CPU以进行

数据的分析、显示和通信任务（见图2）。

下变频模块首先对任何一个3GHz范围内的信号进行用户可选择的衰减，然后进入升频阶段。得到的信号再经过一个谐振滤波

器，这是为了在信号进入多级的降频模块前滤去镜像抑制。经过降频的信号以5～25 MHz的中频信号输出。下变换器使用一个

高稳定度、高精度的恒温晶体振荡器来驱动其他的系统时钟并提供±50 ppb 的频率精度。

为了能够用在PXI中，NI使用了一个微型高性能的、基于YIG的晶体振荡器为高频的升频阶段产生本振信号。YIG代表钇铁石

榴石材料，它是组成晶体振荡器中谐振腔的基础，YIG晶体振荡器可以产生非常纯的高频信号。虽然YIG晶体振荡器在尺寸上

可以改变，但往往还是占很大面积，而NI 5600在这个领域使用了突破性的技术，设计使用了非常小的YIG晶体振荡器。YIG的

频率带宽也是可调的，允许用户调节到他们想要的频率范围内。

PXI 5660精确的频率调节和多级的架构保证了其寄生响应（spurious response）远低于传统仪器的动态范围。

NI RF解决方案的优势

频谱分析仪 Vs 矢量信号分析仪

NI定义的RF解决方案是一个软件定义的系统，它可以根据用户的要求通过软件来定制测量硬件的功能，因此，NI 5660就是我

们熟知的软件无线电平台。它既可以作为一个高性能无线接收器（正如用于射频监测的仪器），也可以作为一个矢量信号分析

仪（如用于射频信号测量应用的仪器）。传统的频谱分析仪使用一种叫做“扫频调谐”的方法。RF前端有一个混频器，把RF输

入和一个频率十分接近所需RF频率的可调振荡器进行混频。混频器是一个模拟乘法器，在输出端产生和频和差频信号。频率

较高的和频信号由检波器输出端的一个滤波器进行滤波；频率较低的差频信号则输出给检波电路。检波器的输出由一个低速的

ADC转化为数字信号。混频器和低通滤波器由可调振荡器驱动组成一个可调滤波器。混频器输出端的低通滤波器的带宽决定

频谱显示时频率轴的频谱分辨率。

矢量信号分析仪是一个宽频的仪器。它不需要对一个模拟滤波器进行扫频用来显示频谱，而是对所选择的频谱块对应的时域信

号进行数字化，因此得出的频谱会包含相位信息。所有的频率同时被一个宽频的滤波器进行捕获，然后进行复杂的FFT运算，

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