一种两点调制发射机校准电路及校准方法技术

本发明专利技术涉及一种两点调制发射机校准电路及校准方法，电路包括：两点调制锁相环系统、信号输入电路、功率放大器和增益自校准电路；所述的方法步骤包括：待锁相环锁定在工作频率后，发射校准数据，以低通支路为基准，通过增益自校准电路计算出高低通路的增益差，并利用特殊的校准时序异向调节低通滤波器的控制字，改变数模转换器的输出幅度实现两支路增益匹配，并通过配置延迟控制字，完成校准过程。通过本发明专利技术既能实现延迟匹配的校准，又具有增益自动校准的功能，也解决了传统两点调制频偏校准资源消耗大，校准时间长，温度巨变带来频偏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种两点调制发射机校准电路及校准方法
本专利技术涉及一种适用于低功耗的发射机，尤其涉及了一种两点调制发射机校准电路及校准方法。
技术介绍
常用的基于锁相环的直接发射机主要有三种：(1)基于锁相环的带外发射机；(2)基于锁相环的带内发射机；(3)基于锁相环的两点调制发射机。而基于锁相环的两点调制发射机由于克服了带外发射机抗干扰能力弱，破除了带内发射机受锁相环环路带宽的限制，更适用于高质量发射且低功耗的无线通信装置。基于锁相环的两点调制发射机最常见的架构，如图7所示，两点调制锁相环由发射信号通过数字调制(DigitalModulator)分别控制Σ-Δ调制器(Σ-ΔModulator)的低通支路(A1)，以及数模转换器(DAC)和低通滤波器(LPF)控制压控振荡器(VCO)的输入端的高通支路(A2)构成，两点调制锁相环与功率放大器(PA)一起构成了两点调制发射机。基于锁相环的两点调制发射机虽然破除了锁相环环路带宽的限制，增强了带外抗干扰能力，但由于信号由高低通支路进行传输，在工艺、电压、温度(Process，Voltage，Temperature，PVT)变化的条件下，势必引起低通支路(A1)、高通支路(A2)的延迟和增益匹配问题。延迟匹配问题：信号通过两条支路，在VCO后统一输出，则必须要求两信号在VCO输出同步，然而在PVT变化条件下，会导致两支路信号相位输出不同步。增益匹配问题：低通支路(A1)可以由数字代码(Verilog)实现精准的设计；但高通支路(A2)，则是由数模转换器和低通滤波器输出的电压来控制VCO以实现频偏，在PVT变化条件下，高通支路(A2)的频偏并不可控，导致两支路频偏失配，会严重恶化通信质量。2009年发表于IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)的校准发射机，如图8所示，此校准方法是通过高精度的ADC量化环路滤波器电压，通过增益和相位补偿模块实现校准功能，此校准方案并未对环路滤波器输出电压进行处理直接用ADC量化，则ADC会将环路滤波器电压的噪声信号也一并量化，从而引入校准误差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：信号在高低通支路进行传输时，由于工艺、电压、温度变化，从而引起低通支路、高通支路的延迟和增益匹配不好。为解决上面的技术问题，本专利技术提供了一种两点调制发射机校准电路，该电路包括：两点调制锁相环电路、信号输入电路、功率放大器和增益自校准电路；信号输入电路输入信号至两点调制锁相环电路；增益自校准电路调节信号输入电路输入的信号；两点调制锁相环电路输出信号至功率放大器；信号输入电路包括：高斯滤波器、延迟校准单元、数模转换器依次串联形成高通支路；增益自校准电路控制高通支路的输出调节两点调制锁相环电路；高斯滤波器、延迟单元依次串联形成低通支路；低通支路的输出信号调节两点调制锁相环电路。本专利技术的有益效果：既能实现延迟匹配的校准，又具有增益自动校准的功能，也解决了传统两点调制频偏校准资源消耗大，校准时间长，温度巨变带来频偏的问题。进一步，两点调制锁相环电路包括：鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、前置二分频、缓冲器、可编程分频器、Σ-Δ调制器、数字/模拟自动频率控制器、数模转换器、低通滤波器；信号输入电路包括：高斯滤波器、延迟校准单元、延迟单元；所述的两点调制锁相环电路中的鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、前置二分频、缓冲器、可编程分频器依次串联形成环路；前置二分频还与功率放大器连接；可编程分频器还与Σ-Δ调制器形成连接环路；缓冲器还与数字/模拟自动频率控制器、压控振荡器、前置二分频依次串联形成环路。进一步，信号输入电路中还包括：先进先出存储器(FIFO)，数据通过高斯滤波器后经过先进先出存储器转存缓冲。上述进一步的有益效果：解决了数据在不同时钟域丢失的问题。进一步，信号输入电路中还包括数据经过先进先出存储器并量化后，通过查找表向低通通路传输数据。上述进一步的有益效果：数据经过先进先出存储器并量化后，通过查找表向低通通路传输数据，有效的解决了两支路的数据匹配问题。进一步，所述的增益自校准电路中的放大器(Amplifier，Amp)、比较器(Comparator，Comp)、增益自校准控制器(GainCalibrationController，GCC)依次串联；放大器，用于放大环路滤波器输出电压；比较器，用于比较高低通路由锁相环响应的增益差；增益自校准控制器，用于判断高低通路增益是否匹配，并通过调节数模转换器后置的低通滤波器控制字改变数模转换器输出摆幅，达到增益自校准。上述进一步的有益效果：通过增益自校准电路计算出高低通路的增益差，并利用特殊的校准时序异向调节低通滤波器的控制字，改变数模转换器的输出幅度实现两支路增益匹配，并通过配置延迟控制字，完成校准过程。本专利技术还涉及一种两点调制发射机校准的方法，该方法步骤包括：S1，发射机上电使能检测，检测到上电后，则发射机应处于准备发射状态，在进行信号通信前，对发射机进行校准；S2，通过发射信道设置锁相环工作频率对应的整数分频比和小数分频比控制字，并且打开由压控振荡器、前置二分频、缓冲器、数字/模拟自动频率控制器组成的快速锁相环开环路径进行电路使能；S3，在进行频率自动控制过程时，此时输入的数据通过缓冲器、数字/模拟自动频率控制器、压控振荡器、前置二分频依次串联构成环路将锁相环工作频率粗调，使得锁相环锁定在工作频点一定误差范围内，等待数字/模拟自动频率控制器完成标志；此时的数模转换器输入中心控制字；S4，检测到数字/模拟自动频率控制器AFC完成标志有效后，使鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、前置二分频、缓冲器、可编程分频器、Σ-Δ调制器构成锁相环环路，在此条件下进行频率相位锁定，等待锁定检测电路输出锁定标志；S5，若检测到锁定标志有效后，开启校准电路使能，进行电路增益自校准；S6，当增益自校准完成后，由SPI配置逻辑实现对由高斯滤波器、延迟校准单元、数模转换器依次串联形成的高通支路和由高斯滤波器、延迟单元依次串联形成的低通支路两支路分别做延时处理，同时在芯片通信过程中，将延时控制字配置到相应寄存器中。进一步，在步骤S5中结束后，正常通信工作中若温度巨变，则重复S3-S5完成增益自校准过程，保持延迟校准控制字不变。有益效果：增益自校准方法的实施，能有效地对发射数据频偏误差校准，实现数据高质量的全通传输。附图说明图1为本专利技术的一种两点调制发射机校准的电路示意图；图2为本专利技术的一种两点调制发射机校准的电路概要示意图；图3为本专利技术的一种两点调制发射机校准方法的流程图；图4为本专利技术实施例中增益自校准电路示意图；图5为本专利技术开关时序控制电路的控制信号时序示意图；图6为本专利技术实施例增益自校准电路校准时序；图7为现有基于锁相环的两点调制发射机概要示意图；图8为现有技术中的两点调制校准发射机概要示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如附图1所示的，一种两点调制发射机校准的电路，该电路包括：两点调制锁相环系统、信号输入电路、功率放大器和增益自校准电路；两点调制锁相环系统(Two-pointSi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两点调制发射机校准电路，其特征在于，该电路包括：两点调制锁相环电路、信号输入电路、功率放大器和增益自校准电路；信号输入电路输入信号至两点调制锁相环电路；增益自校准电路调节信号输入电路输入的信号；两点调制锁相环电路输出信号至功率放大器；信号输入电路包括：高斯滤波器、延迟校准单元、数模转换器依次串联形成高通支路；增益自校准电路控制高通支路的输出调节两点调制锁相环电路；高斯滤波器、延迟单元依次串联形成低通支路；低通支路的输出信号调节两点调制锁相环电路。

【技术特征摘要】
1.一种两点调制发射机校准电路，其特征在于，该电路包括：两点调制锁相环电路、信号输入电路、功率放大器和增益自校准电路；信号输入电路输入信号至两点调制锁相环电路；增益自校准电路调节信号输入电路输入的信号；两点调制锁相环电路输出信号至功率放大器；信号输入电路包括：高斯滤波器、延迟校准单元、数模转换器依次串联形成高通支路；增益自校准电路控制高通支路的输出调节两点调制锁相环电路；高斯滤波器、延迟单元依次串联形成低通支路；低通支路的输出信号调节两点调制锁相环电路。2.根据权利要求1所述的一种两点调制发射机校准的电路，其特征在于，两点调制锁相环电路包括：鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、前置二分频、缓冲器、可编程分频器、Σ-Δ调制器、数字/模拟自动频率控制器、数模转换器、低通滤波器；信号输入电路包括：高斯滤波器、延迟校准单元、延迟单元；所述的两点调制锁相环电路中的鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、前置二分频、缓冲器、可编程分频器依次串联形成环路；前置二分频还与功率放大器连接；可编程分频器还与Σ-Δ调制器形成连接环路；缓冲器还与数字/模拟自动频率控制器、压控振荡器、前置二分频依次串联形成环路。3.根据权利要求1所述的一种两点调制发射机校准电路，其特征在于，信号输入电路中还包括先进先出存储器，输入的信号通过高斯滤波器后经过先进先出存储器转存缓冲。4.根据权利要求1所述的一种两点调制发射机校准电路，其特征在于，信号输入电路中还包括：数据经过先进先出存储器并量化后，通过查找表向低通通路传输数据。5.根据权利要求1所述的一种两点调制发射机校准的电路，其特征在于，所述的增益自校准电路中的放大器、比较器、增益自校准控制器依次串联；放大器，用于放大环路滤波器输出电压；比较器，用于比较高低通路由锁相环响应的增益差；增益自校准控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，何国军，曾军，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44