正交失配的校准系统及方法、射频前端芯片技术方案

本发明专利技术提供了一种正交失配的校准系统及方法、射频前端芯片，所述系统包括：SGCAL，用于产生第一直流测试信号、第二直流测试信号；信号强度检测器，其输出端与SHC输入端相连，用于检测第一直流测试信号经发射前端芯片变频后的第一射频信号的第一信号强度、第二直流测试信号经发射前端芯片变频后的第二射频信号的第二信号强度；SHC，其输出端与CALCC相连，用于比较第一信号强度和第二信号强度，并将比较结果发送至CALCC；CALCC，用于根据第一信号强度和第二信号强度的比较结果来控制调节电路校准待校准电路。采用上述技术方案，解决了相关技术中电路复杂度高以及功耗较大等问题，不需要片外电路或数字基带芯片的协助。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，更具体地说，涉及一种正交失配的校准系统及方法、射频前端芯片。
技术介绍
现代通信系统通常采用相位或正交幅度调制方式，如正交相移键控(QuadraturePhaseShiftKeying，简称为QPSK)，高斯最小移频键控(GaussianMinimumShiftKeying，简称为GMSK)，正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，简称为QAM)等。在这些调制系统中，信号频谱的上下两个边带包含不同的信息。因此，射频前端必须采用正交变换的方式才能区分开两个边带的信息。正交失配指的是同相支路(I)和正交相支路(Q)的幅度不相等或相位差偏离900。正交失配会导致信号向量偏离参考向量，信号向量和参考向量的差被称为ErrorVector(误差向量)。通信系统中所说的EVM指的是ErrorVectorMagnitude(误差向量幅度)。EVM越大，表示信号质量越差。在发射前端中，正交失配会产生边带镜像干扰，破坏有用信号的频谱，导致发射信号EVM增大。射频前端正交失配来源于两个方面：本振产生部分和基带部分。基带电路工作频率较低，寄生效应小。对称的版图设计可以大大消除基带引起的失配。本振产生部分工作在射频，寄生效应对正交信号的匹配影响较大，而且受到本振产生电路带宽的限制，正交信号不可能做到在整个工作频带都能匹配良好。现代调制系统(如64-QAM)要求射频前端的正交幅度失配小于1％，正交相位失配小于10。仅依靠版图设计技术往往不能满足这么高的要求，因此需要引入电路校准的办法来提高射频前端的正交性能。相关技术中，发射前端的正交失配校准方法需要发射前端和数字基带芯片协同工作完成，如图1所示，图1给出了当前发射前端正交失配校准方法的一个例子。在这种方法中，数字基带芯片(DigitalSignalProcessor，简称为DSP)输出一个测试信号给发射前端，发射前端将该测试信号上变频到有用边带，同时发射前端的正交失配会导致镜像干扰出现在镜像边带，检测器(Detector)将有用信号变频到直流，将载波信号变频到测试信号频率，并将镜像干扰信号变频到2倍测试信号频率，然后通过带通滤波器(BandPassFilter，简称为BPF)保留2倍测试信号频率的信号，滤除其他干扰，信号强度检测器(SignalStrenghIndicator，简称为SSI)检测BPF的输出信号，并输出给DSP。DSP根据SSI的检测结果来调谐发射前端中的正交失配调谐电路(△G)，从而校准正交失配。综合上述分析可以看出，相关技术中的发射前端正交失配的校准方法存在如下不足：第一、需要数字基带芯片或片外电路协助，接口复杂，减小了双向选择范围；第二、采用带通滤波器，电路复杂度高，功耗和芯片面积大。针对相关技术中需要增加多余器件(数字基带芯、或片外电路、通滤波器)而导致的接口复杂、电路复杂度高以及功耗较大等问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种正交失配的校准系统及方法、射频前端芯片，以至少解决上述问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种正交失配的校准系统，应用于发射前端芯片上，包括：校准信号发生器SGCAL，用于产生第一直流测试信号、第二直流测试信号；信号强度检测器，其输出端与采样保持比较器SHC输入端相连，用于接收所述第一直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第一射频信号和所述第二直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第二射频信号，并检测所述第一射频信号的第一信号强度、所述第二射频信号的第二信号强度；所述采样保持比较器SHC，其输出端与校准控制电路CALCC相连，用于比较所述第一信号强度和所述第二信号强度，并将比较结果发送至所述校准控制电路CALCC；所述校准控制电路CALCC，其输出端连接到所述调节电路的控制信号输入端，用于根据所述第一信号强度和所述第二信号强度的比较结果来控制调节电路校准待校准电路。优选地，所述系统还包括：下变频混频器，所述下变频混频器，用于将所述第一射频信号和所述第二射频信号，下变频至模拟基带；所述信号强度检测器包括：基带信号强度检测器，与所述下变频混频器相连，用于测量将所述第一射频信号，和/或所述第二射频信号，下变频至模拟基带后的信号强度。优选地，所述信号强度检测器包括：射频信号强度检测器，用于检测所述第一信号强度、所述第二信号强度。优选地，所述调节电路包括：正交增益调节电路IQGT，其中，所述正交增益调节电路IQGT，与校准控制电路CALCC连接，用于接收所述校准控制电路CALCC的控制字，并根据所述控制字校准所述待校准电路中第一路和第二路的增益。优选地，所述方法还包括：所述校准信号发生器还用于分时向所述第一路产生电压大小为VD的第一直流测试信号以及向所述第二路产生电压大小为VD的第二直流测试信号。优选地，所述调节电路包括：正交相位调节电路IQPT，其中，所述正交相位调节电路IQPT，与校准控制电路CALCC连接，用于接收所述校准控制电路CALCC的控制字，并根据所述控制字校准所述待校准电路中第一路和第二路的相位。优选地，所述IQPT包括：第一IQPT和第二IQPT；所述校准信号发生器还用于分时产生流经所述第一路和所述第二路的第一直流测试信号，以及产生流经所述第一路和所述第二路的第二直流测试信号；其中，流经所述第一路的所述第二直流测试信号和流经所述第二路的所述第二直流测试信号的方向相反。优选地，所述信号强度检测器包括至少以下之一：功率检测器，用于检测所述第一射频信号的功率大小和/或所述第二射频信号的功率大小；幅值检测器，用于检测所述第一射频信号的幅值大小和/或所述第二射频信号的幅值大小。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种射频前端芯片，包括：以上任一项所述的正交失配的校准系统。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种正交失配的校准方法，包括：射频前端芯片分时接收第一直流测试信号和第二直流测试信号；所述射频前端芯片检测所述第一直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第一射频信号的第一信号强度，以及所述第二直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第二射频信号的第二信号强度；所述射频前端芯片比较所述第一信号强度和所述第二信号强度，并基于比较结果校准正交幅度和/或相位失配。通过本专利技术，采用向待校准的电路发送第一直流测试信号和第二直流测试信号，并基于两者经过发射前端芯片变频后的射频信号的比较结果对待校准的电路进行调整的技术方案，解决了需要增加多余器件(数字基带芯、或片外电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交失配的校准系统，其特征在于，应用于发射前端芯片上，包括：校准信号发生器SGCAL，用于产生第一直流测试信号和第二直流测试信号；信号强度检测器，其输出端与采样保持比较器SHC输入端相连，用于接收所述第一直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第一射频信号和所述第二直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第二射频信号，并检测所述第一射频信号的第一信号强度、所述第二射频信号的第二信号强度；所述采样保持比较器SHC，其输出端与校准控制电路CALCC相连，用于比较所述第一信号强度和所述第二信号强度，并将比较结果发送至所述校准控制电路CALCC；所述校准控制电路CALCC，其输出端连接到调节电路的控制信号输入端，用于根据所述第一信号强度和所述第二信号强度的比较结果来控制调节电路校准待校准电路。

【技术特征摘要】
1.一种正交失配的校准系统，其特征在于，应用于发射前端芯片上，包括：
校准信号发生器SGCAL，用于产生第一直流测试信号和第二直流测试信号；
信号强度检测器，其输出端与采样保持比较器SHC输入端相连，用于接收所述第一
直流测试信号经所述发射前端芯片变频后的第一射频信号和所述第二直流测试信号经所
述发射前端芯片变频后的第二射频信号，并检测所述第一射频信号的第一信号强度、所
述第二射频信号的第二信号强度；
所述采样保持比较器SHC，其输出端与校准控制电路CALCC相连，用于比较所述
第一信号强度和所述第二信号强度，并将比较结果发送至所述校准控制电路CALCC；
所述校准控制电路CALCC，其输出端连接到调节电路的控制信号输入端，用于根据
所述第一信号强度和所述第二信号强度的比较结果来控制调节电路校准待校准电路。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：下变频混频器，
所述下变频混频器，用于将所述第一射频信号和所述第二射频信号，下变频至模拟
基带；
所述信号强度检测器包括：基带信号强度检测器，与所述下变频混频器相连，用于
测量将所述第一射频信号，和/或所述第二射频信号，下变频至模拟基带后的信号强度。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号强度检测器包括：射频信号强度检
测器，用于检测所述第一信号强度和所述第二信号强度。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述调节电路包括：正交增益调节电路IQGT，
其中，
所述正交增益调节电路IQGT，与校准控制电路CALCC连接，用于接收所述校准控
制电路CALCC的控制字，并根据所述控制字校准所述待校准电路中第一路和第二路的增
益。
5.根据权利要求4所述的系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞峰，王文申，
申请(专利权)人：北京朗波芯微技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11