摘要：在现代无线通信系统中，从射频到数字基带的链路设计一直是系统工程师最头疼也最关键的部分。随着高速ADC/DAC的进步，业界形成了两种主流架构：零中频（Zero-IF, ZIF）和射频直采（RF Sampling）。很多朋友会疑惑，这两者究竟差别在哪？今天我们就从

引言

在现代无线通信系统中，从射频到数字基带的链路设计一直是系统工程师最头疼也最关键的部分。随着高速ADC/DAC的进步，业界形成了两种主流架构：零中频（Zero-IF, ZIF）和射频直采（RF Sampling）。很多朋友会疑惑，这两者究竟差别在哪？今天我们就从架构出发，逐步剖析它们的直观区别与优缺点。

一、架构框图对比（以发射类比）

零中频

射频直采（RF Sampling）

最直观的区别：

ZIF 的 ADC/DAC 处理的是 基带信号。

RF Sampling 的 ADC/DAC 直接处理的是 射频信号。

二、零中频（ZIF）的优缺点

优点

1. 频率规划简单

由于直接下变频到基带（0 Hz 附近），所以采样点不需要考虑奈奎斯特折叠带来的频谱规划问题。

工程师在设计时几乎不用“挤频谱”，系统规划更直接。

2.滤波要求低

下变频后信号已经位于基带，只需简单的低通滤波即可去除带外干扰。

基带滤波器实现难度低，功耗也较小

3.高集成度与低功耗

模拟I/Q混频器和基带链路可以高度集成在射频收发芯片（SoC/SiP）中。

特别适合手机、Wi-Fi、蓝牙等 对成本和功耗敏感 的应用。

缺点

1.模拟不完美引入性能损失

LO泄漏（LO Leakage）：本振信号直接耦合到基带，造成载波泄露。

DC Offset：由于电路非理想，零频附近会产生偏置，可能淹没弱信号。

I/Q不平衡：幅度/相位失配导致镜像干扰，严重时影响调制解调精度。

2.带宽受限

基带链路带宽和ADC采样速率有限，通常难以支持超宽带应用。

适用于 20 MHz~100 MHz 量级的通信带宽，更高带宽就比较吃力。

三、射频直采（RF Sampling）的优缺点

优点

1. 避免模拟缺陷

不需要正交混频器，自然不存在 LO 泄漏、DC Offset、I/Q 失衡等问题。常用 数控振荡器（NCO, Numerically Controlled Oscillator） 产生一个数字本振，将采样到的射频数据与 NCO 信号相乘，得到基带 I/Q。再经过数字低通滤波器，就得到目标的基带信号。

系统性能更“干净”，指标由高速 ADC 决定

2.支持大带宽

直接在射频段采样，ADC 带宽可以覆盖数百 MHz，甚至接近 GHz 级。

一颗高速 ADC 可以同时处理多个通信载波，非常适合 多制式融合（如 4G/5G/卫星宽带）

3.数字化灵活性高

下变频、滤波、抽取都在数字域完成，易于通过 FPGA/SoC 重构。

系统可扩展性强，软件无线电（SDR）的基础。

缺点

1.频率规划复杂

由于 ADC 有限的采样速率，二次、三次谐波（HD2、HD3）等失真会混叠到奈奎斯特域。所以需要做特别的频率规划让谐波失真不会混叠回有用信号带内。

工程师必须仔细选择采样率，确保有用信号落在干净的频谱窗口中。

2.滤波器要求高

前端抗混叠滤波器（AAF）必须抑制带外信号，否则会折叠到有用带宽内，无法在数字域区分。

这要求高阶滤波器，增加设计复杂度和功耗

3.对ADC/DAC性能要求极高

需要 超高速采样率（数 GSPS） 和 高ENOB（有效位数），否则动态范围不足。

ADC/DAC 的功耗和成本往往很高，限制了在消费类应用的普及。

四、对比表

五、总结

零中频（ZIF）和射频直采（RF Sampling）是两种不同的发展路径：

ZIF：架构成熟、易于实现，适合低功耗、低成本的通信产品。

RF Sampling：极大简化模拟前端，适合高性能、宽带、可重构系统，但对器件指标要求极高。

可以这么理解：

ZIF是今天的主流方案，大量应用于手机、Wi-Fi、蓝牙等消费电子；

RF Sampling代表未来的趋势，尤其在基站、软件无线电、雷达、电子战等高端应用中逐渐普及。

未来随着ADC/DAC技术持续突破，RF Sampling的应用范围会越来越广，而ZIF则凭借成熟度和成本优势，依旧会长期存在。

来源：寂寞的咖啡