具体实施方式
一种射频收发机的射频本振泄露抑制装置,如图1所示,包括信号幅度检测电路110、控制器120和直流漂移调节组件130。直流漂移调节组件130设置于射频收发机的数字基带,控制器120连接信号幅度检测电路110和直流漂移调节组件130。
控制器120用于控制直流漂移调节组件130输出直流漂移电平至数字基带,并使直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减。直流漂移电平的幅值会出现变小再变大的过程,正向最大值和反向最大值的具体取值可根据实际情况调整。信号幅度检测电路110用于接收本振泄漏信号进行转换得到直流电平,并在直流电平的幅值大于或等于基准直流电平的幅值时输出第一电平信号至控制器120,在直流电平的幅值小于基准直流电平的幅值时输出第二电平信号至控制器120。
控制器120在信号幅度检测电路110输出的电平信号发生跳变时获取对应输送至数字基带的直流漂移电平的幅值并计算得到直流漂移值,控制器120根据直流漂移值控制直流漂移调节组件130进行本振泄露抑制处理。
本实施例中信号幅度检测电路110连接射频收发机的低噪声放大器,接收低噪声放大器输出的本振泄漏信号进行转换得到直流电平,对低噪声放大器输出的本振泄漏信号进行监控寻找本振泄漏最低点。可以理解,在其他实施例中,信号幅度检测电路110也可以是连接上变频混频器或功率放大器,对上变频混频器或功率放大器输出的本振泄漏信号进行转换。
信号幅度检测电路110在正常收发的工作条件下,主要是用于检测来自射频收发机天线的射频信号的大小,但在开机上电的情况下可用来抑制本振泄漏。信号幅度检测电路110放置在低噪声放大器之后,低噪声放大器同时放大了来自发射链路的本振泄漏信号,有利于对本振泄漏信号幅度的检测。本实施例中控制器120为数字逻辑控制器,可靠性高且抗干扰能力强,提高测试可靠性。
射频收发机的数模转换器、低通滤波器、上变频混频器、功率放大器、变压器和收发天线构成发射链路,发射链路在实际工作中无可避免会有直流漂移,这些直流漂移通过上变频混频之后会通过功率放大器有本振泄露出来。通过调节输出至数字基带的直流漂移电平的幅值同时对低噪声放大器输出的本振泄漏信号进行监控,找到发射链路本振泄漏最低点时对应直流漂移电平的幅值得到直流漂移值。根据直流漂移值进行本振泄露抑制处理,具体可以在数字基带产生幅值为直流漂移值、且方向与发射链路本振泄漏相反的直流漂移电平,通过上变频之后可抵消本振泄露,从而达到抑制本振泄漏的目的。可以实现较高的本振泄漏抑制比,使得本振泄漏符合蓝牙协议的要求,提高整个射频收发机的性能。
在其中一个实施例中,如图2所示,信号幅度检测电路110包括包络检测器114、基准电平产生电路(图未示)和比较器116,包络检测器114可连接低噪声放大器260,比较器116连接基准电平产生电路、包络检测器114和控制器120。
基准电平产生电路输出基准直流电平至比较器116,包络检测器114对接收的本振泄漏信号进行转换得到直流电平并输出给比较器116的输入端。
比较器116在直流电平的幅值大于或等于基准直流电平的幅值时输出第一电平信号至控制器120,在直流电平的幅值小于基准直流电平的幅值时输出第二电平信号至控制器120。
包络检测器114的作用是对本振泄漏信号进行转换,将射频信号转换成直流电平信号,对应不同的射频信号,输出不同的直流电平而且基本呈线性变化。本实施例中包络检测器114的输出端设置有接地的电容,可以滤除高频杂波。基准电平产生电路产生一个基准直流电平,用于与包络检测器114检出的直流电平进行比较。比较器116比较包络检测器114输出的直流电平和基准电平产生电路产生的基准直流电平,本实施例中第一电平信号为高电平,第二电平信号为低电平,比较器116在直流电平的幅值大于或等于基准直流电平的幅值时输出高电平,在直流电平的幅值小于基准直流电平的幅值时输出低电平。
随着输出至数字基带的直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减,比较器116输出的信号由高电平先变成低电平,再由低电平变成高电平。控制器120在两次电平跳变时获取对应输出至数字基带的直流漂移电平的幅值,计算两个幅值的平均值得到直流漂移值。
进一步地,在其中一个实施例中,信号幅度检测电路110还可包括信号幅度放大器112,包络检测器114可通过信号幅度放大器112连接低噪声放大器260。
信号幅度放大器112还可具备检波功能,可将本振泄漏信号从高频信号中分离出来,便于信号检测。信号幅度放大器112对接收的本振泄漏信号进行放大后输送至包络检测器114,包络检测器114对放大后的信号进行转换得到直流电平并输送至比较器116。通过信号幅度放大器112对本振泄漏信号进行放大利于包络检测器114进行转换,提高信号处理准确性。
在其中一个实施例中,如图2所示,数字基带和调制解调模块组成的器件210包括I通道和Q通道,直流漂移值包括I通道直流漂移值和Q通道直流漂移值。直流漂移调节组件130包括设置于I通道的I通道直流漂移调节器132和设置于Q通道的Q通道直流漂移调节器134,I通道直流漂移调节器132和Q通道直流漂移调节器134连接控制器120。I通道直流漂移调节器132和Q通道直流漂移调节器134的位数根据不同精度可调,例如8bit精度对应256位,9bit精度对应512位,10bit精度对应1024位,具体可根据抑制本振泄漏精度的要求来选择精度和位数。
控制器120在Q通道直流漂移调节器134未输出直流漂移电平时,控制I通道直流漂移调节器132输出的直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减,在信号幅度检测电路110输出的信号发生跳变时获取对应输送至I通道的直流漂移电平的幅值并计算得到I通道直流漂移值,以及根据I通道直流漂移值控制I通道直流漂移调节器132对I通道进行本振泄露抑制处理。
控制器120在控制I通道直流漂移调节器132对I通道进行本振泄露抑制处理后,控制Q通道直流漂移调节器134输出的直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减,在信号幅度检测电路110输出的信号发生跳变时获取对应输送至Q通道的直流漂移电平的幅值并计算得到Q通道直流漂移值,以及根据Q通道直流漂移值控制Q通道直流漂移调节器134对Q通道进行本振泄露抑制处理。
控制器120、I通道直流漂移调节器132、Q通道直流漂移调节器134、数模转换器220,低通滤波器230,上变频混频器240,功率放大器250,低噪声放大器260和信号幅度检测电路110构成本振抑制环路,在本振泄露抑制的过程中数字基带不输出任何信号,只输出直流漂移,直流漂移的数字信号通过数模转换器220转成模拟信号,经过低通滤波器230再经过上变频混频240之后由功率放大器250和低噪声放大器260的连续放大,再输入给信号幅度检测电路110进行检测。信号幅度检测电路110检测幅度的大小,并输出相应的高低电平给控制器120。
本振泄漏校正的过程就是寻找I、Q通道本振泄漏最低点的过程,假设基带产生的直流漂移电平为U,本振的信号为F(Lo)=sin(ωt),则经过上变频混频器240之后的本振泄漏为Usin(ωt),数字基带产生的直流漂移电平U越大则本振泄漏越大。
具体地,先设置I通道的直流漂移为正向最大值Umax,Q通道的直流漂移为0。可在一定延时后由控制器120读取信号幅度检测电路110的输出电平,一开始会读到高电平,然后控制器120设置I通道的直流漂移为Umax-K,其中K为步长,一定延时后继续由控制器120读取信号幅度检测电路110的输出电平,一直循环,直到I通道的直流漂移变成反向最大值-Umax,信号幅度检测电路110的输出电平会由高变低再变高,控制器120记录下两次跳变时对应I通道的直流漂移A和B,则I通道的直流漂移值可以设置为(A+B)/2,即控制I通道直流漂移调节器132输出幅值为(A+B)/2且与本振方向相反的直流漂移,完成对I通道的本振泄露抑制处理。
在调节Q通道时,将I通道的直流漂移值固定为(A+B)/2,Q通道的调节过程与I通道类似,记录下两次跳变的直流漂移C和D,然后将Q通道的直流漂移值设置为(C+D)/2,完成对Q通道的本振泄露抑制处理。在调节Q通道时,也可以先将I通道直流漂移值固定为0,等Q通道调节完,再将I通道的直流漂移值固定为(A+B)/2,Q通道设置为(C+D)/2,也可以实现调节的目的。本实施例中先对I通道进行本振泄露抑制处理后,再对Q通道进行本振泄露抑制处理。
如图3所示为射频收发机本振泄漏的校正原理示意图,横轴表示I通道或Q通道直流漂移电平的幅值,纵轴表示本振泄漏功率。控制I通道或Q通道直流漂移电平的幅值由正向最大值Umax递减到反向最大值-Umax,分别记录得到信号幅度检测电路110输出的信号跳变时I通道的直流漂移值A和B,以及Q通道的直流漂移值C和D,分别求平均值得到(A+B)/2对应I通道本振泄漏最低点,得到(C+D)/2对应Q通道本振泄漏最低点。
在另一实施例中,数字基带和调制解调模块组成的器件210包括I通道和Q通道,直流漂移值包括I通道直流漂移值和Q通道直流漂移值。直流漂移调节组件130包括设置于I通道的I通道直流漂移调节器132和设置于Q通道的Q通道直流漂移调节器134,I通道直流漂移调节器132和Q通道直流漂移调节器134连接控制器120。
控制器120在I通道直流漂移调节器132未输出直流漂移电平时,控制Q通道直流漂移调节器134输出的直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减,在信号幅度检测电路110输出的信号发生跳变时获取对应输送至Q通道的直流漂移电平的幅值并计算得到Q通道直流漂移值,以及根据Q通道直流漂移值控制Q通道直流漂移调节器134对Q通道进行本振泄露抑制处理。
控制器120在控制Q通道直流漂移调节器134对Q通道进行本振泄露抑制处理后,控制I通道直流漂移调节器132输出的直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减,在信号幅度检测电路110输出的信号发生跳变时获取对应输送至I通道的直流漂移电平的幅值并计算得到I通道直流漂移值,以及根据I通道直流漂移值控制I通道直流漂移调节器132对I通道进行本振泄露抑制处理。
本实施例中先对Q通道进行本振泄露抑制处理后,再对I通道进行本振泄露抑制处理,具体过程与先对I通道进行本振泄露抑制处理后,再对Q通道进行本振泄露抑制处理的过程类似,在此不再赘述。
以上即是提供了两种对进行本振泄露抑制处理的具体实施例,可根据实际情况选择处理方式,提高操作适用性。
在其中一个实施例中,若未检测到信号幅度检测电路110输出的信号发生跳变,控制器120还用于根据调整阈值降低基准直流电平的幅值,并再次控制直流漂移调节组件130输出的直流漂移电平的幅值按按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减,直至检测到信号幅度检测电路110输出的电平信号发生跳变。调整阈值的具体取值可根据实际情况进行调整。
本实施例中即是在调节直流漂移从正向最大值Umax到反向最大值-Umax变化过程中,如果信号幅度检测电路110的输出电平没有出现由高变低再变高的过程,此时控制器120将基准直流电平降低一个档位,再重复对I、Q通道的调试过程,如果还是一直读到高电平,控制器120继续将基准直流电平降低一个档位。控制器120具体可通过控制基准电平产生电路中的寄存器设置基准直流电平变化。当信号幅度检测电路110输出的信号没有发生跳变时,对基准直流电平的幅值进行调整后重新进行调试,直至检测到信号幅度检测电路110输出的信号发生跳变,避免因基准直流电平设置不当影响调试结果,提高测试可靠性。
上述射频收发机的射频本振泄露抑制装置,控制器120控制直流漂移调节组件130输出至数字基带的直流漂移电平的幅值按预设步长由预设的正向最大值向预设的反向最大值递减。信号幅度检测电路110监控本振泄漏信号并输送对应的电平信号至控制器120。控制器120提取信号幅度检测电路110发送的电平信号发生跳变时对应直流漂移电平的幅值并计算直流漂移值,然后根据直流漂移值控制直流漂移调节组件130进行本振泄露抑制处理,抵消射频收发机发射链路本身的直流漂移。对射频收发机产生的本振泄漏信号进行监控寻找发射链路本振泄漏最低点,不需要模数转换器,减小了芯片面积和功耗,降低了成本。通过控制器120对数字基带的直流漂移进行调节,简单可靠,调节精度高,可以实现较好的本振抑制比。
本发明还提供了一种射频收发机,如图2所示,包括数字基带和调制解调模块组成的器件210、数模转换器220、低通滤波器230、上变频混频器240、功率放大器250、低噪声放大器260、下变频混频器270、复数滤波器280、模数转换器290、变压器Balun、收发天线A和上述射频本振泄露抑制装置,数字基带连接调制解调模块,调制解调模块中的调制模块连接数模转换器220,调制解调模块中的解调模块连接模数转换器290,上变频混频器240通过低通滤波器230连接数模转换器220,并连接功率放大器250,下变频混频器270通过复数滤波器280连接模数转换器290,并连接低噪声放大器260,变压器Balun连接功率放大器250、低噪声放大器260和收发天线A。直流漂移调节组件130设置于数字基带,信号幅度检测电路110连接低噪声放大器260,本实施例中变压器Balun为平衡-不平衡变换器。
射频收发机的数模转换器220、低通滤波器230、上变频混频器240、功率放大器250、变压器Balun和收发天线A构成发射链路。控制器120、I通道直流漂移调节器132、Q通道直流漂移调节器134、数模转换器220,低通滤波器230,上变频混频器240,功率放大器250,低噪声放大器260和信号幅度检测电路110构成本振抑制环路,在本振泄露抑制的过程中数字基带不输出任何信号,只输出直流漂移,直流漂移的数字信号通过数模转换器220转成模拟信号,经过低通滤波器230再经过上变频混频240之后由功率放大器250和低噪声放大器260的连续放大,再输入给信号幅度检测电路110进行检测。信号幅度检测电路110检测幅度的大小,并输出相应的高低电平给控制器120。
上述射频收发机,对低噪声放大器260输出的放大信号进行监控寻找发射链路本振泄漏最低点,有利于幅度的检测,而且不需要模数转换器,减小了芯片面积和功耗,降低了成本。通过控制器120对数字基带的直流漂移进行调节,简单可靠,调节精度高,可以实现较好的本振抑制比。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。