CN105357156A - 一种基于数字运算的基带信号校零电路及方法 - Google Patents

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李增红
徐明哲
薛晓男
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    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/06—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/061—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
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Abstract

本发明提出了一种基于数字运算的基带信号校零电路，包括：AD转换器、DA转换器和DSP；基带输出信号通过AD转换器采样，输入DSP中，通过均值运算模块获取基带输出信号的直流分量，然后在数字PID控制模块中与预设的直流偏置相比较，获取的误差信号通过积分比例放大后输入到DSP后端的DA转换器中，转换成模拟的基带校零信号与基带信号进行相运算。相对于现有方案，本发明采用的技术方案由于采用了数字的方法，提高了校零电路的集成度，降低了调试难度，降低了成本；有效减少了校零电路本身引起的零偏信号。

Description

一种基于数字运算的基带信号校零电路及方法
技术领域
本发明涉及信号发生领域，特别涉及一种基于数字运算的基带信号校零电路，还涉及一种基于数字运算的基带信号校零方法。
背景技术
矢量调制技术在现在通信系统、雷达系统等电子系统中有广泛的应用，而基带信号是矢量调制系统的基础，它决定了矢量调制系统的功能指标和性能指标。
但是由于器件的温度特性和老化特性，基带偏执信号在使用一段时候后会发生改变，从而导致矢量调制系统中的矢量调制性能关键指标——载波抑制比严重恶化。所以在矢量调制系统中都会具备基带信号校零电路。
最常用的方法如图1所示的模拟PID校零方法，基带输出信号通过低通滤波器，获取基带输出信号的直流分量，然后在通过误差比较积分器，比例放大器后再与基带输入信号进行运算，最终形成基带输出信号。通过以上的闭环模拟控制，基本上可以较好的抑制基带输入信号的零漂。
如上所述现有技术方案是全部由模拟器件构成基带校零电路，其缺点如下：
(1)集成度低、体积较大、成本较高、调试困难。
一般为了较好的获取输出基带信号的直流分量，都是通过滤波器组，根据不同的基带带宽，选择不同的低通滤波器。同时在整个校零电路中一般都采用了运算放大器来实习积分，放大等运算功能。
(2)无法抑制模拟器件本身的零漂信号。
在使用过程中，由于运算放大器本身的温度和老化特性，导致在上述校零方法使用过程中，由于环境的温度变化及使用时间的增加，导致基带校零电路本身会引入基带零偏信号。
发明内容
本发明提出一种基于数字运算的基带信号调零电路及方法，主要解决的技术问题是矢量调制系统中由于器件温度特性、老化特性等导致的基带信号直流漂移问题，以提高矢量调制系统中的载波抑制比，提高矢量调制性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于数字运算的基带信号校零电路，包括：AD转换器、DA转换器和DSP；
基带输出信号通过AD转换器采样，输入DSP中，通过均值运算模块获取基带输出信号的直流分量，然后在数字PID控制模块中与预设的直流偏置相比较，获取的误差信号通过积分比例放大后输入到DSP后端的DA转换器中，转换成模拟的基带校零信号与基带信号进行相运算。
可选地，所述DSP处理器为：ARM、计算机、单片机或者FPGA。
可选地，所述AD转换器采用低速AD转换器。
基于上述调零电路，本发明还提出了一种调零方法，基带输出信号通过AD转换器采样，输入DSP中，通过均值运算模块获取基带输出信号的直流分量，然后在数字PID控制模块中与预设的直流偏置相比较，获取的误差信号通过积分比例放大后输入到DSP后端的DA转换器中，转换成模拟的基带校零信号与基带信号进行相运算。
本发明的有益效果是：
(1)采用了数字的方法，提高了校零电路的集成度，降低了调试难度，降低了成本；
(2)有效减少了校零电路本身引起的零偏信号。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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为现有基带校零技术的原理框图；
图2为本发明的基带校零电路的原理框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术方案是全部由模拟器件构成基带校零电路，集成度低、体积较大、成本较高、调试困难，而且无法抑制模拟器件本身的零漂信号。
本发明提出一种基于数字运算的基带信号调零电路及方法，采用AD及DSP技术来实现在线校零技术，以满足矢量调制系统中对载波抑制的要求，本发明具有数字化，高精度，高集成度、易调试等特点
本发明的技术方案如图2所示，基带输出信号通过AD采样，输入DSP中，通过均值运算，获取基带输出信号的直流分量，然后在数字PID控制模块中与预设的直流偏置相比，获取误差信号通过积分比例放大后输入到后端的DA中，转换成模拟的基带校零信号与基带信号进行相运算，从而校掉基带信号的零漂信号。
基于上述调零电路，本发明还提出了一种基于数字运算的基带信号校零方法，采用数字化的方法来实现基带信号的校零操作。AD转换器用来对基带信号进行数字化，因为只需要计算基带信号的直流分量，所以AD转换器可以采用低速AD。DSP对数字化后的信号计算误差信号，包括均值滤波，PID控制等。DA转换器将DSP运算出来的数据进行模拟转换后与基带输入信号运算，从而实现基带的校零。
上述DSP处理器包括ARM、计算机、单片机、FPGA等。
相对于现有方案，本发明采用的技术方案由于采用了数字的方法，提高了校零电路的集成度，降低了调试难度，降低了成本；有效减少了校零电路本身引起的零偏信号。
因为本发明采用了数字方法，模拟电路少，有效减少了模拟电路老化及温漂导致的校零电路本身的零漂信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于数字运算的基带信号校零电路，其特征在于，包括：AD转换器、DA转换器和DSP；
基带输出信号通过AD转换器采样，输入DSP中，通过均值运算模块获取基带输出信号的直流分量，然后在数字PID控制模块中与预设的直流偏置相比较，获取的误差信号通过积分比例放大后输入到DSP后端的DA转换器中，转换成模拟的基带校零信号与基带信号进行相运算。
2.如权利要求1所述的基于数字运算的基带信号校零电路，其特征在于，所述DSP处理器为：ARM、计算机、单片机或者FPGA。
3.如权利要求1所述的基于数字运算的基带信号校零电路，其特征在于，所述AD转换器采用低速AD转换器。
4.一种基于权利要求1至3任一项所述调零电路的调零方法，其特征在于，基带输出信号通过AD转换器采样，输入DSP中，通过均值运算模块获取基带输出信号的直流分量，然后在数字PID控制模块中与预设的直流偏置相比较，获取的误差信号通过积分比例放大后输入到DSP后端的DA转换器中，转换成模拟的基带校零信号与基带信号进行相运算。
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