一种用于收发机的自动校准系统的制作方法

1.本发明涉及通信领域，具体涉及无线电收发机中的同向/正交（iq）间幅度、相位和直流失配导致的镜像抑制及载波泄漏问题的自动校准系统。


背景技术：

2.在无线电直接变频收发机结构中iq幅度和相位的失配会严重影响接收和发射信号的性能，而发射时直流失配会导致载波泄漏，严重影响发射信号的信噪比和对发射功率的精确控制。iq幅度、相位和直流失配校准成为直接变频收发机中重要的组成部分。
3.现有的iq幅度和相位失配校准需在lna输入端外加测试信号，通过接收通道adc采集的iq数据进行iq失配评估计算，从而通过控制rf相应寄存器使iq失配达到最小来实现iq失配的校准，如图1所示。这种校准方法需要信号源及搭建专门的测试平台，耗费较大，且由于工艺和温度的变化导致不同的芯片在不同的工作环境下iq失配寄存器的值并不完全相同，因此这种iq失配校正方法有明显的局限性。
4.另外现有的发射直流失配需要在pa端外接测试仪器，基带发送0幅度的iq直流信号，射频功率放大器由于iq直流失配会输出载波的泄漏信号，外接测试仪器测量该载波泄漏信号输出功率的大小，调节相应的rf直流失调校正寄存器使载波输出功率最小实现直流失调的校准，如图2所示。这种校正方法同样需要外接测试仪器及测试平台，存在耗费大且操作繁琐的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供了一种用于收发机的自动校准系统，其优势在于上电后收发机iq幅度、相位和直流失配可以自动校准无需外接测试仪器和测试平台，降低了校准成本，提高了校准的效率。
6.本发明的目的主要通过以下技术方案实现：一种用于收发机的自动校准系统，包括接收部分、发送部分、基带、锁相环；接收部分包括可调低噪声放大器，可调低噪声放大器通过混频器连接到度校准模块输入端，幅度校准模块输出端通过可调低通滤波器连接到可变增益放大器输入端，可变增益放大器输出端通过模拟数字转换器连接到基带；发送部分包括可调功率放大器，基带连接到数字模拟转换器输入端，数字模拟转换器输出端通过可调低通滤波器的输入端连接到可调增益放大器的输入端，可调增益放大器的输出端通过混频器连接到可调功率放大器的输入端，锁相环的输入端连接数字补偿晶体振荡器的输出端，锁相环的输出端连接到压控振荡器的输入端，压控振荡器的输出端连接到相位校准模块，相位校准模块输出正交信号给上述接收部分的混频器及发送部分的混频器， iq幅度和相位失配校准核心电路包括开关s1、开关s2、反相器、电容，上述数字补偿晶体振荡器的输出端通过开关s1连接到反相器的输入端，反相器的输出端通过开关s2连接到耦合电容的一端，耦合电容另一端连接到接收部分的可调低噪声放大器的输入端。
7.作为一种优选技术方案，iq直流失配校准核心电路包括rf检波电路、低速模拟数字转换器、直流失调校准模块。直流失调校准模块输入端与基带连接，直流失调校准模块输出端输出信号给发送部分的其中一个混频器。rf检波电路的输入端与可调功率放大器的输出端连接，rf检波电路的输出端连接到低速模拟数字转换器的输入端，低速模拟数字转换器的输出端通过spi接口连接到基带。
8.作为一种优选技术方案，反相器为小尺寸反向器。
9.作为一种优选技术方案，耦合电容为小尺寸耦合电容。
附图说明
10.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1为现有的iq幅度和相位失配校准系统框图；图2是现有的一种iq直流失配校准结构示意图；图3是本发明的电路原理图。
具体实施方式
11.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
12.一种用于收发机的自动校准系统，包括接收部分、发送部分、基带。
13.与现有技术相同的，接收部分包括可调低噪声放大器（lna），信号通过可调低噪声放大器进入系统，可调低噪声放大器输出分为两路分别连接混频器（mix）输入端，两路混频器输出端分别连接幅度校准模块输入端，幅度校准模块输出端连接可调低通滤波器（lpf）输入端，可调低通滤波器输出端连接到可变增益放大器（vga）输入端，可变增益放大器输出端连接模拟数字转换器（adc）输入端，模拟数字转换器输出端连接到基带。
14.发送部分包括可调功率放大器（pa），基带连接到两路数字模拟转换器输入端（dac），两路数字模拟转换器输出端分别连接到可调低通滤波器的输入端，可调低通滤波器的输出端连接可调增益放大器的输入端，可调增益放大器的输出端分别连接的混频器的输入端，混频器的输出端分别连接到可调功率放大器的输入端，用于将信号输出。
15.自动校准系统还包括锁相环（pll），锁相环的输入端连接数字补偿晶体振荡器（dcxo）的输出端，锁相环的输出端连接到压控振荡器（vco）的输入端，压控振荡器的输出端连接到相位校准模块，相位校准模块输出正交信号给上述接收部分的混频器及发送部分的混频器。
16.如图3所示，本实施例中，iq幅度和相位失配校准核心电路包括开关s1、开关s2、反相器、电容。上述数字补偿晶体振荡器的输出端通过开关s1连接到反相器的输入端，反相器的输出端通过开关s2连接到耦合电容的一端，耦合电容另一端连接到接收部分的可调低噪声放大器的输入端。反相器为小尺寸反向器，耦合电容为小尺寸耦合电容。
17.本实施例的工作原理是，通过小尺寸反相器产生晶振频率的方波信号，再通过小尺寸的耦合电容注入到可调低噪声放大器的输入端口作为iq校准参考输入信号。由于晶振频率的方波信号包含有各次谐波分量，因此可以选择最接近接收rf频率的谐波信号作为参考信号，通过rf接收通道接收下来，由模拟数字转换器采样后给到基带电路进行校准。由于iq幅度和相位的失配，当信号通过复数滤波器时镜像信号抑制会随失配变化而变化。基带部分的校准算法只需要通过复数滤波器滤除掉有用信号（例如滤除正频率部分的信号），保留镜像信号进行功率计算，通过调节rf的校准控制字使镜像信号功率最小即完成校准。由于rf芯片的接收和发射采用相同的本振信号和共用相同的幅度调节通道，因此接收校准完成的iq控制字可直接用于发射通道。
18.如图3所示，本实施例中，iq直流失配校准核心电路包括rf检波电路、低速模拟数字转换器、直流失调校准模块。直流失调校准模块输入端与基带连接，直流失调校准模块输出端输出信号给发送部分的其中一个混频器。rf检波电路的输入端与可调功率放大器的输出端连接，rf检波电路的输出端连接到低速模拟数字转换器的输入端，低速模拟数字转换器的输出端通过spi接口连接到基带。
19.本实施例的工作原理如下所述：rf检波电路和低速模拟数字转换器集成在芯片内部检测载波泄漏的功率大小代替原有的外接频谱仪。当发射通道中iq支路存在直流失配时功率放大器输出端会有载波功率输出，该现象称之为载波泄漏，而发射载波泄漏可通过校准发射通道的直流失调来消除。具体校准方案如下：基带发送0幅度的iq直流信号（补码即为全0信号），射频功率放大器此时会输出载波的泄漏信号，rf芯片内部增加pa输出射频信号的功率检波电路，检波结果通过低速的模拟数字转换器转化为数字信号送入到spi的只读寄存器，基带可以通过spi读取当前的功率检波结果。基带控制rf的直流失调校准控制字，使rf检波的本振泄漏功率最小即完成校准。
20.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。