射频模块的频偏校准装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种射频模块的频偏校准装置，应用于射频模块，包括：初始化单元，用于根据上位机的控制指令进入接收状态并运行于频偏估计模式；频偏估计单元，用于接收经过频偏校准的参考模块发射的参考射频信号，根据所述参考射频信号计算得到所述射频模块的频偏，并基于所述射频模块的频偏确定出校准值；校准单元，用于将所述校准值写入所述射频模块的校准寄存器，完成频偏校准。

Frequency offset calibration device for radio frequency module

The utility model provides a frequency offset calibration device of a radio frequency module, which is applied to the radio frequency module, including: an initialization unit for entering the receiving state according to the control instructions of the host computer and running in the frequency offset estimation mode; a frequency offset estimation unit for receiving the reference radio frequency signal transmitted by the frequency offset calibrated reference module, and calculating the transmission according to the reference radio frequency signal. The frequency offset of the frequency module is determined based on the frequency offset of the radio frequency module, and the calibration unit is used to write the calibration value into the calibration register of the radio frequency module to complete the frequency offset calibration.

【技术实现步骤摘要】
射频模块的频偏校准装置
本技术属于通信
，尤其涉及射频模块的频偏校准装置。
技术介绍
由于时钟晶体的个体差异，射频模块的频偏会超出正常通信范围，从而导致通信质量下降，因此，需要对射频模块的频偏进行校准。传统的频偏校准方法为：在生产环节让未经校准的射频模块发出一个信号，然后用仪器测量该信号的频率，并与理想频率进行比较，得到频偏，以此为依据去调整该射频模块的频偏校准值，如此循环校准，直至射频模块的频偏达到要求。然而，现有的针对射频模块的频偏校准方法需要依赖特定的仪器才能实现，导致校准成本高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供了射频模块的频偏校准装置，以解决现有技术需要依赖特定的仪器才能实现，校准成本高的问题。本技术实施例提供的射频模块的频偏校准装置，应用于射频模块，包括：初始化单元，用于根据上位机的控制指令进入接收状态并运行于频偏估计模式；频偏估计单元，用于接收经过频偏校准的参考模块发射的参考射频信号，根据所述参考射频信号计算得到所述射频模块的频偏，并基于所述射频模块的频偏确定出校准值；校准单元，用于将所述校准值写入所述射频模块的校准寄存器，完成频偏校准。本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本技术实施例基于已经过精确校准的射频模块所发射出的理想的参考射频信号，使得射频模块在连接上位机的前提下，不再需要借助特定仪器，即可以自动实现频偏估计和校准，从而极大地提高了生产效率，有效地降低了校准成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术提供的射频模块核心部分的框图；图2是本技术实施例提供的射频模块的频偏校准方法的实现流程图；图3是本技术实施例提供的参考模块采用的发射数据帧的示例图；图4是本技术另一实施例提供的射频模块的频偏校准方法S202的具体实现流程图；图5是现有技术提供的晶体振荡器的等效电路图；图6是本技术实施例提供的与晶体振荡器并联的n位开关电容阵列式的可调负载电容示例图；图7是本技术实施例提供的FSK/GFSK经过滤波调制后的数据波形示意图；图8是本技术实施例提供的射频模块的频偏校准装置的示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。首先，可以理解地，在物联网等应用场景之下，通信模块大多基于FSK/GFSK等简单调制方式的射频芯片实现，例如蓝牙芯片、2.4G私有协议芯片、Sub-GHz私有协议芯片等。为了保证良好的通信质量，通常要求射频芯片在其工作温度范围内的频偏不超过±50PPM。此外，考虑到晶体温漂特性，在常温下频偏要控制在±10PPM之内，这超出了大部分低成本晶体的规格。为了便于理解，图1示出了射频模块核心部分的框图，其核心部分通常由射频芯片、主控芯片(例如CPU或MCU)以及外围的参考时钟电路构成，在部分产品中，射频芯片和主控芯片可以集成部署成单颗的SoC芯片。对于射频芯片来说，其一般工作在几百兆赫兹(MHz)到几千兆赫兹(GHz)的频率上，且通常需要一个参考时钟频率，然后通过频率综合器(例如锁相环)合成所需要的工作频率。结合图1对射频模块的相关工作原理进行阐述：接收通路RX接收到的高频信号通过混频器(RXMixer)得到基带信号(ABB+ADC/DAC)，再通过调制解调器(Modem)进行解调，得到基带信号；而发射通路TX则将经Modem调制后的基带信号通过混频器(TXMixer)得到高频信号。在上述工作过程中，为保证良好的通信质量，端对端的接收/发射的射频频率偏差应该控制在一定的范围内。对于射频模块的射频频率，通常由PLL的公式得到：FRF＝Fref*(N+Nfrac)其中，FRF为射频频率，Fref为参考时钟频率，N是整数倍频数，Nfrac是小数倍频数。由上式可见，射频频率偏差来源是两个，一是参考时钟本身频率偏差，二是倍数的偏差，倍数的偏差可以通过增加小数倍频的位数进度来减小到忽略不计，因此在本技术实施例中，所涉及到的频偏校准其实就是对射频模块中的参考时钟电路进行偏差校准。根据FSK/GFSK的调制特性，在调制之后，数据1的频率包含的信息与数据0的频率包含的信息正好相反，且在无频偏的场景下，调制之后，数据1的频率值与数据0的频率值相加为0，在有频偏的场景下，调制之后，数据1的频率值与数据0的频率值相加为频偏。因此，只要10101010序列取平均的时间足够长，通过取平均的手段就能去除信号的干扰和噪声带来的影响，计算的结果为混频时钟的偏差。图2示出了本技术实施例提供的射频模块的频偏校准方法的实现流程，该流程的执行主体为待进行频偏校准的射频模块。对该实现流程详述如下：在S201中，根据上位机的控制指令进入接收状态并运行于频偏估计模式。在本技术实施例中，射频模块首先与上位机建立连接，由上位机上的校准软件对各个射频模块的MCU或者CPU进行配置，以使得MCU或者CPU控制对应的射频模块进入接收状态，并使射频模块运行于频偏估计模式。进一步地，可以通过治具将多个待进行频偏校准的射频模块与上位机同时连接，这样一来，基于本技术实施例提及的方案，就可以实现在同一时刻有多个射频模块在同时进行频偏校准，提高生产效率。在S202中，接收经过频偏校准的参考模块发射的参考射频信号，根据所述参考射频信号计算得到所述射频模块的频偏，并基于所述射频模块的频偏确定出校准值。其中，参考模块为经过了频偏校准的射频模块。在本方案实施之前，选取出与待进行频偏校准的射频模块型号相同的同类模块，作为参考模块，并通过频谱仪或频率计等仪器对其进行频偏校准，以保证该参考模块可以发射出接近理想频率(例如频偏在±1PPM以内)的射频频率的参考射频信号。在针对射频模块的实际频偏校准过程中，预先将参考模块与上位机连接，由上位机的校准软件对参考模块的MCU或者CPU进行配置，以使得MCU或者CPU控制参考模块进入发射状态，发射出的信号即为参考射频信号。具体地，上位机控制参考模块以逐帧发射的广播方式发出参考射频信号，以实现向多个射频模块同时广播参考射频信号。发射数据帧的格式可以如图3所示，其中，AccessAddress部分被配置成待进行频偏校准的射频模块可过滤接收的特定码，PDU部分用于发送适合频偏估计的序列数据。例如，对于FSK/GFSK来说，该序列数据是连接的1010101010。射频模块通过射频线缆或天线接收到来自参考模块的参考射频信号后，自动计算出射频模块的频偏，并基于射频模块的频偏，采用相应的校准方式计算得到校准值。在S203中，将所述校准值写入所述射频模块的校准寄存器，完成频偏校准。在将校准值写入射频模块的校准寄存器后，将校准寄存器中对应的校准值进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频模块的频偏校准装置，其特征在于，应用于射频模块，包括：初始化单元，用于根据上位机的控制指令进入接收状态并运行于频偏估计模式；频偏估计单元，用于接收经过频偏校准的参考模块发射的参考射频信号，根据所述参考射频信号计算得到所述射频模块的频偏，并基于所述射频模块的频偏确定出校准值；校准单元，用于将所述校准值写入所述射频模块的校准寄存器，完成频偏校准。

【技术特征摘要】
1.一种射频模块的频偏校准装置，其特征在于，应用于射频模块，包括：初始化单元，用于根据上位机的控制指令进入接收状态并运行于频偏估计模式；频偏估计单元，用于接收经过频偏校准的参考模块发射的参考射频信号，根据所述参考射频信号计算得到所述射频模块的频偏，并基于所述射频模块的频偏确定出校准值；校准单元，用于将所述校准值写入所述射频模块的校准寄存器，完成频偏校准。2.如权利要求1所述的频偏校准装置，其特征在于，所述频偏估计单元具体用于：接收所述参考模块发射的第一参考射频信号，根据所述第一参考射频信号计算得到所述射频模块的第一频偏；若所述第一频偏小于预设频偏阈值，基于所述第一频偏计算得到所述校准值；若所述第一频偏大于或等于所述预设频偏阈值，通知所述上位机，以使所述上位机指示所述参考模块发射预设频偏的第二参考射频信号；接收所述第二参考射频信号，并接收所述上位机下发的所述预设频偏的频偏值；根据所述第二参考射频信号计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘聪，张衡，
申请(专利权)人：深圳思必锐电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44