CN105610762B - 一种可校准的宽载波正交调制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可校准的宽载波正交调制装置，包括现场可编程门列阵和CPU控制单元，现场可编程门列阵连接有数模转换单元，数模转换单元连接有低通滤波器单元，低通滤波器单元连接有正交调制器单元，所述CPU控制单元分别与现场可编程门列阵和数模转换单元相连。该正交调制装置在不增加硬件设计及成本情况下，通过对数字模拟转换器输出端及现场可编程门列阵内部I、Q两路数据基带信号的调整，降低了正交调制装置中本振泄露及I、Q两路幅度不平衡造成的影响，满足了600MHz至6000MHz超宽载波范围内的高性能正交调制应用，有很好实用性。本发明硬件结构简单，装置经过点频校准后调制指标较高，效果显著。

Description

一种可校准的宽载波正交调制装置
技术领域
本发明涉及矢量信号正交调制领域，具体涉及一种可校准的宽载波正交调制装置。
背景技术
正交调制(I/Q调制)在通信领域应用极广，它将正交的I、Q两路基带信号分别调制到正交的两路载波上然后合路输出，以达到无线传输及抗干扰的目的。在目前的技术条件下，很容易实现在载波为点频的高性能I/Q正交调制设计，但在某些领域，比如电子测量领域的信号模拟器设计中，要满足整个频段内的高性能正交调制功能，还有很大的设计难度。
发明内容
本发明的目的是提供一种可校准的宽载波正交调制装置，解决了宽频段载波正交调制指标较差的问题，满足了宽频段载波的高性能正交调制需求。
本发明采用以下的技术方案：
一种可校准的宽载波正交调制装置，包括现场可编程门列阵和CPU控制单元，现场可编程门列阵连接有数模转换单元，数模转换单元连接有低通滤波器单元，低通滤波器单元连接有正交调制器单元，所述CPU控制单元分别与现场可编程门列阵和数模转换单元相连。
优选地，所述现场可编程门列阵包括第一支路和第二支路，第一支路和第二支路均由乘法器和加法器相连接组成。
优选地，所述数模转换单元包括第一数字模拟转换器和第二数字模拟转换器，低通滤波器单元包括第一低通滤波器和第二低通滤波器，正交调制器单元由型号为ADL5375的正交调制器组成。
优选地，所述第一支路中的加法器与第一数字模拟转换器相连，第一数字模拟转换器与第一低通滤波器相连；第二支路中的加法器与第二数字模拟转换器相连，第二数字模拟转换器与第二低通滤波器相连，第一低通滤波器和第二低通滤波器均与正交调制器相连。
优选地，所述CPU控制单元分别与乘法器、加法器、第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器相连。
本发明具有的有益效果是：
本发明提供的可校准的宽载波正交调制装置中，I路数据基带信号自第一支路中输入，Q路数据基带信号自第二支路中输入，CPU控制单元对乘法器中送幅度系数，对加法器中送直流偏置系数，对数字模拟转换器中送电流系数，乘法器分别将I、Q两路数据基带信号乘以一个幅度系数，加法器分别将乘法器中的输出信号加上一个直流偏置系数，数模转换单元将加法器中输出的信号转换为模拟信号，并通过CPU控制单元输送的主电流系数调整两个数值模拟转换器的主电流的大小，通过CPU控制单元输送的辅助电流系数调整两个数值模拟转换器的辅助电流的大小和方向。低通滤波器用来滤除数字模拟转换器中的采样时钟，ADL5375正交调制器载波范围宽，控制简单，指标性好。
该正交调制装置在不增加硬件设计及成本情况下，通过对数字模拟转换器输出端及现场可编程门列阵内部I、Q两路基带数据的调整，降低了正交调制器本振泄露及I、Q两路幅度不平衡造成的影响，满足了600MHz至6000MHz超宽载波范围内的高性能正交调制应用，有很好实用性。本发明硬件结构简单，装置经过点频校准后调制指标较高，效果显著。
附图说明
图1为可校准的宽载波正交调制装置的结构示意图。
图2为可校准的宽载波正交调制装置的点频校准流程框图。
图3为可校准的宽载波正交调制装置点频校准前频谱指标示意图。
图4为可校准的宽载波正交调制装置点频校准后频谱指标示意图。
图5为可校准的宽载波正交调制装置点频校准前EVM指标示意图。
图6为可校准的宽载波正交调制装置点频校准后EVM指标示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明：
结合图1至图6，一种可校准的宽载波正交调制装置，包括现场可编程门列阵1和CPU控制单元2，现场可编程门列阵1包括第一支路和第二支路，第一支路和第二支路均由乘法器3和加法器4相连接组成。
现场可编程门列阵连接有数模转换单元，数模转换单元连接有低通滤波器单元，低通滤波器单元连接有正交调制器单元，正交调制器单元通过频谱仪与CPU控制单元2，CPU控制单元2分别与现场可编程门列阵和数模转换单元相连。
数模转换单元包括第一数字模拟转换器5和第二数字模拟转换器6，低通滤波器单元包括第一低通滤波器7和第二低通滤波器8，正交调制器单元由型号为ADL5375的正交调制器9组成。
第一支路中的加法器与第一数字模拟转换器5相连，第一数字模拟转换器5与第一低通滤波器7相连；第二支路中的加法器与第二数字模拟转换器6相连，第二数字模拟转换器6与第二低通滤波器8相连，第一低通滤波器7和第二低通滤波器8均与正交调制器9相连。
CPU控制单元2分别与乘法器3、加法器4、第一数字模拟转换器5及第二数字模拟转换器6相连。
该装置进行点频校准时，I路数据基带信号自第一支路中输入，Q路数据基带信号自第二支路中输入，I路数据基带信号和Q路数据基带信号均设置为正余弦波，I、Q两路基带数据经该正交调制装置输出后，频谱仪得到此时的频谱信号输送给CPU控制单元2，CPU控制单元2对频谱信号进行分析后，CPU控制单元2对乘法器3中送幅度系数，对加法器4中送直流偏置系数，对数字模拟转换器中送主电流系数和辅助电流系数，通过遍历法进行点频校准，校准的流程为：
步骤1：CPU控制单元送固定值的主电流系数到第一数值模拟转换器5，使得I路数据基带信号的增益固定；
步骤2：CPU控制单元调整对第二数值模拟转换器6送达的主电流系数，进而调整Q路数据基带信号的增益，使得正交调制器输出的频谱信号的边带幅度最小；
步骤3：CPU控制单元调整对第一数值模拟转换器5送达的辅助电流系数，使得正交调制器输出的频谱信号的本振泄漏幅度最小；
步骤4：CPU控制单元调整对第二数值模拟转换器6送达的辅助电流系数，使得正交调制器输出的频谱信号的本振泄漏幅度最小；
步骤5：CPU控制单元调整对第一支路中加法器送达的直流偏置系数，使得正交调制器输出的频谱信号的本振泄漏幅度最小；
步骤6：CPU控制单元调整对第二支路中加法器送达的直流偏置系数，使得正交调制器输出的频谱信号的本振泄漏幅度最小；
步骤7：CPU控制单元调整对第一支路中乘法器送达的幅度系数，使得正交调制器输出的频谱信号的边带幅度最小；
步骤8：CPU控制单元调整对第二支路中乘法器送达的幅度系数，使得正交调制器输出的频谱信号的边带幅度最小；
步骤9：完成点频校准，将校准数据保存到CPU控制单元中。
在600MHz至6000MHz整个频段对上述得到的点频校准数据进行线性拟合，得到整个宽带频率范围内的校准数据保存到CPU控制单元中。使用时，调用校准数据即可完成600MHz至6000MHz超宽载波范围内的高性能正交调制。
该正交调制装置中，乘法器分别将I、Q两路数据基带信号乘以一个幅度系数，加法器分别将乘法器中的输出信号加上一个直流偏置系数，数模转换单元将加法器中输出的信号转换为模拟信号，并通过CPU控制单元输送的主电流系数调整两个数值模拟转换器的主电流的大小，通过CPU控制单元输送的辅助电流系数调整两个数值模拟转换器的辅助电流的大小和方向。低通滤波器用来滤除数字模拟转换器中的采样时钟，ADL5375正交调制器载波范围宽，控制简单，指标性好。
本发明提供的一种可校准的宽载波正交调制装置，通过CPU控制单元控制调整现场可编程门列阵和数模转换单元，实现了对影响正交调制指标较大的I、Q两路幅度不平衡和本振泄漏等因素的调整，满足了600MHz至6000MHz超宽载波范围内的高性能正交调制的应用，有很好的实用性。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种可校准的宽载波正交调制装置，其特征在于，包括现场可编程门列阵和CPU控制单元，现场可编程门列阵连接有数模转换单元，数模转换单元连接有低通滤波器单元，低通滤波器单元连接有正交调制器单元，所述CPU控制单元分别与现场可编程门列阵和数模转换单元相连；
所述现场可编程门列阵包括第一支路和第二支路，第一支路和第二支路均由乘法器和加法器相连接组成；
所述数模转换单元包括第一数字模拟转换器和第二数字模拟转换器，低通滤波器单元包括第一低通滤波器和第二低通滤波器，正交调制器单元由型号为ADL5375的正交调制器组成；
所述CPU控制单元分别与乘法器、加法器、第一数字模拟转换器及第二数字模拟转换器相连；
CPU控制单元对乘法器中送幅度系数，CPU控制单元对加法器中送直流偏置系数，CPU控制单元对第一数字模拟转换器送主电流系数和辅助电流系数，CPU控制单元对第二数字模拟转换器送主电流系数和辅助电流系数；
所述第一支路中的加法器与第一数字模拟转换器相连，第一数字模拟转换器与第一低通滤波器相连；第二支路中的加法器与第二数字模拟转换器相连，第二数字模拟转换器与第二低通滤波器相连，第一低通滤波器和第二低通滤波器均与正交调制器相连。
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