CN110518929B - 射频接收电路直流失调校准方法、电子设备、介质及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供射频接收电路直流失调校准方法，包括步骤：配置增益，检测信号极性，检索信号值，存储数据，循环校准。本发明涉及射频接收电路直流失调校准装置。本发明还涉及电子设备与可读存储介质，用于执行射频接收电路直流失调校准方法。本发明结合接收通道，只需要极少的附属电路就能较好的实现直流失调校准功能，无需占用极大地芯片面积，不会损耗低频信号，能够适应多级运放的情况，采用分级处理的方式，分别将每级运放的直流失调校准掉，避免了在直流失调被抵消之前信号链路的中间节点就已经饱和，直流失调校准效果好，能够量化直流失调的大小，容错性好。
Description
技术领域
本发明涉及射频接收电路自动控制技术领域，尤其涉及射频接收电路直流失调校准方法、电子设备、介质及装置。
背景技术
在现代的无线通信领域里，低中频和零中频接收机在低功耗和高集成度方面具有较大优势，因为零中频接收机只需要一次变频，因此结构更加简单，因而零中频系统越来越多的应用于如今的无线设备中。但另一方面，由于生产时器件的随机性、本振泄露等非理想因素导致差分信号正负端产生的直流失调经过增益级的逐级放大后使得接收机的直流工作点偏移甚至饱和，并使整个通道工作不正常，因此直流失调校准是绝对必要的。
常用的直流失调校准类型有两种，一种模拟类型，一种数字类型，模拟类型是通过产生一个高通拐点来滤除直流失调，但是这不仅仅需要占用极大地芯片面积来实现，而且会损失掉一部分低频信号，对信号质量会产生影响。而数字类型只需要一些辅助电路，借助数字算法便可以实现，不需要占用特别大的芯片面积，同时也不会损耗低频信号。但现有的数字类型直流失调校准电路需要极多的附属电路，且无法适用于多级运放的情况，不能分别将每级运放的直流失调校准掉，可能在中间节点，电路就已经饱和了，直流失调校准效果差，而且算法无法量化直流失调的大小，容错性差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供射频接收电路直流失调校准方法，解决了现有直流失调校准方法需要占用极大地芯片面积，损耗低频信号，需要极多的附属电路，直流失调校准效果差的问题。
本发明提供射频接收电路直流失调校准方法，包括以下步骤：
配置增益，将控制接收机通道增益控制信号的值设置为最大值；
检测信号极性，对接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位进行极性判断，根据判断结果确定反向直流失调信号的极性，所述直流失调信号的极性与所述反向直流失调信号的极性相反；
检索信号值，采用二分法查找接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值，根据所述反向直流失调信号的值和极性生成反向直流失调信号，将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端；
存储数据，对控制接收机通道增益控制信号的当前值和对应的反向直流失调信号的值进行存储；
循环校准，将控制接收机通道增益控制信号的值递减，循环执行所述检测信号极性步骤、所述检索信号值步骤和所述存储数据步骤，直至控制接收机通道增益控制信号的值为零，将控制接收机通道增益控制信号释放给接收器的SPI主机。
进一步地，在所述配置增益步骤之前还包括判定装置状态步骤，判断直流失调校准装置工作使能信号是否为一且直流失调校准完成标志位是否为零，是则跳转至所述配置增益步骤。
进一步地，所述循环校准步骤中，当控制接收机通道增益控制信号的值为零时，将所述直流失调校准完成标志位置一。
进一步地，在所述循环校准步骤之后还包括调取数据步骤，当接收机的射频接收电路正常工作时，调取存储的控制接收机通道增益控制信号的值对应的反向直流失调信号的值。
进一步地，所述检索信号值步骤中，从接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值顺序组成的数组的最高位开始，依次将所述数组的当前位置一，当前位的低位置零，根据所述数组的当前值和所述反向直流失调信号的极性生成反向直流失调信号，将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端，判断接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位的极性是否发生变化，是则记录所述数组当前位的值，将所述数组的当前位置零后并将所述数组的当前位后移一位，否则保持所述数组的当前位的值不变并将所述数组的当前位后移一位。
进一步地，所述检索信号值步骤中，若所述反向直流失调信号的极性为正，则将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的正输入端；若所述反向直流失调信号的极性为负，则将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的负输入端。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行射频接收电路直流失调校准方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行射频接收电路直流失调校准方法。
射频接收电路直流失调校准装置，包括数模转换器、存储器、数字算法模块，所述数字算法模块的输入端与接收机模数转换器的输出端连接，所述数字算法模块的输出端与接收机链路中频电路的每一级放大器的控制端、所述数模转换器的输入端、所述存储器连接，接收机的SPI主机与所述数模转换器的输入端、接收机链路中频电路的每一级放大器的控制端连接，所述数模转换器的输出端与接收机链路中频电路的每一级放大器的输入端连接；其中，
所述存储器用于存储所述数字算法模块校准的最终值；
所述数字算法模块用于在校准过程中生成控制接收机通道增益控制信号并发送至所述接收机链路中频电路的每一级放大器的控制端，生成直流失调极性控制信号并发送至所述数模转换器，控制产生的反向直流失调信号的大小，生成直流失调校准完成标志位并发送至所述存储器，在校准完成后将所述控制接收机通道增益控制信号释放给所述SPI主机；
所述数模转换器用于接收所述SPI主机生成的直流失调校准装置工作使能信号，根据所述直流失调极性控制信号将反向直流失调信号输出至所述接收机链路中频电路的每一级放大器对应的输入端进行分级直流失调抵消。
进一步地，所述存储器为随机存取存储器。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供射频接收电路直流失调校准方法，包括以下步骤：配置增益，将控制接收机通道增益控制信号的值设置为最大值；检测信号极性，对接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位进行极性判断，根据判断结果确定反向直流失调信号的极性，直流失调信号的极性与反向直流失调信号的极性相反；检索信号值，采用二分法查找接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值，根据反向直流失调信号的值和极性生成反向直流失调信号，将反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端；存储数据，对控制接收机通道增益控制信号的当前值和对应的反向直流失调信号的值进行存储；循环校准，将控制接收机通道增益控制信号的值递减，循环执行检测信号极性步骤、检索信号值步骤和存储数据步骤，直至控制接收机通道增益控制信号的值为零，将控制接收机通道增益控制信号释放给接收器的SPI主机。本发明涉及射频接收电路直流失调校准装置。本发明还涉及电子设备与可读存储介质，用于执行射频接收电路直流失调校准方法。本发明结合接收通道，只需要极少的附属电路就能较好的实现直流失调校准功能，无需占用极大地芯片面积，不会损耗低频信号，能够适应多级运放的情况，采用分级处理的方式，分别将每级运放的直流失调校准掉，避免了在直流失调被抵消之前信号链路的中间节点就已经饱和，直流失调校准效果好，能够量化直流失调的大小，容错性好。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的包含射频接收电路直流失调校准装置的接收机架构图；
图2为本发明的射频接收电路直流失调校准方法流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1所示，将本发明的射频接收电路直流失调校准装置应用于接收机电路中，其中，LNA+Mixer为接收机链路中射频前端，IFA(中频放大器)、FILTER、PGA1～PGA4为接收机链路中频电路，IFA为中频放大器、FILTER为滤波器、PGA为可编程增益放大器，ADC为接收机模数转换器，接收机链路的每个模块都会产生直流失调，然后被后级增益放大，如LNA+Mixer模块产生的直流失调会被IFA,PGA1，PGA2，PGA3，PGA4放大。本发明通过收集接收机链路ADC的信号数据，获取直流失调信息，并反馈给射频接收电路直流失调校准装置产生反向直流失调，用于抵消系统本身的直流失调，为了避免在被抵消之前信号链路的中间节点就已经饱和，因此采用分级处理的方式，在每一级增益级前都有DAC对直流失调进行处理。具体的，射频接收电路直流失调校准装置，包括数模转换器(图1中的DAC_HSB、DAC_MSB、DAC_LSB、DAC_XLSB)、存储器、数字算法模块(图1中的DCC algorithm)，优选的，存储器为随机存取存储器(图1中的RAM)。数字算法模块的输入端与接收机模数转换器的输出端连接，数字算法模块的输出端与接收机链路中频电路的每一级放大器(图1中的IFA、PGA1、PGA2、PGA3)的控制端、数模转换器的输入端、存储器连接，接收机的SPI主机(图1中的SPI)与数模转换器的输入端、接收机链路中频电路的每一级放大器的控制端连接，数模转换器的输出端与接收机链路中频电路的每一级放大器的输入端连接；其中，
存储器用于存储数字算法模块校准的最终值，并待正常工作调用；
不同的增益最终产生的直流失调不同，因此需要对每个增益配置进行校准，数字算法模块用于在校准过程中生成控制接收机通道增益控制信号(图1中的GAIN_CTRL<6：0>，本实施例中GAIN_CTRL<6：0>为7位，应当理解的是，其不仅限于7位)并发送至接收机链路中频电路的每一级放大器的控制端，生成直流失调极性控制信号(图1中的DCC_SELP、DCC_SELN)并发送至数模转换器，具体的，通过开关控制电流舵DAC的注入节点，注入放大器的正输入端则产生正的直流失调信号，注入放大器的负输入端则产生负的直流失调信号；电流舵DAC的个数控制，控制产生的反向直流失调信号的大小(图1中的IFA_DCC_OBSEL<3：0>,PGA1_DCC_OBSEL<3：0>,PGA2_DCC_OBSEL<3：0>,PGA3_DCC_OBSEL<4：0>)，生成直流失调校准完成标志位(图1中的Dcc_done，表征校准算法的完成状态)并发送至存储器，在校准完成后将控制接收机通道增益控制信号释放给SPI主机；
数模转换器用于接收SPI主机生成的直流失调校准装置工作使能信号(图1中的DCC_ENABLE，表示是否开始直流失调校准功能)，根据直流失调极性控制信号将反向直流失调信号输出至接收机链路中频电路的每一级放大器对应的输入端进行分级直流失调抵消，具体的，使用电流舵DAC向接收机链路中频电路中每一级放大器的输入节点注入电流，应当理解的是，实际应用中DAC的个数可以变化，输出连接方式可以变化，总位数和各个DAC的位数可以变化。
射频接收电路直流失调校准方法，如图2所示，包括以下步骤：
判定装置状态，判断直流失调校准装置工作使能信号(DCC_ENABLE)是否为一且直流失调校准完成标志位(Dcc_done)是否为零，若是则跳转至配置增益步骤，若DCC_ENABLE为1则表示开始直流失调校准功能，若Dcc_done为0则表示直流失调校准未完成，能避免重复工作。
配置增益，将控制接收机通道增益控制信号(GAIN_CTRL<6：0>)的值设置为最大值；
检测信号极性，接收机的ADC对采集的信号进行积分处理，然后读取数据的符号位，对接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位进行极性判断，根据判断结果确定反向直流失调信号的极性，也就是确定DCC_SELN和DCC_SELP的值，直流失调信号的极性与反向直流失调信号的极性相反；
检索信号值，采用二分法查找接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值，根据反向直流失调信号的值和极性生成反向直流失调信号，将反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端；优选的，检索信号值步骤中，从接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值顺序组成的数组的最高位开始，依次将数组的当前位置一，当前位的低位置零，即先将IFA_DCC_OBSEL<3:0>,PGA1_DCC_OBSEL<3:0>,PGA2_DCC_OBSEL<3:0>,PGA3_DCC_OBSEL<4:0>设置为10000000000000000，根据数组的当前值和反向直流失调信号的极性生成反向直流失调信号，将反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端，判断接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位的极性是否发生变化，是则记录数组当前位的值，将数组的当前位置零后并将数组的当前位后移一位，即将IFA_DCC_OBSEL<3:0>,PGA1_DCC_OBSEL<3:0>,PGA2_DCC_OBSEL<3:0>,PGA3_DCC_OBSEL<4:0>设置为01000000000000000，否则保持数组的当前位的值不变并将数组的当前位后移一位，即将IFA_DCC_OBSEL<3:0>,PGA1_DCC_OBSEL<3:0>,PGA2_DCC_OBSEL<3:0>,PGA3_DCC_OBSEL<4:0>设置为11000000000000000，以此类推，直到确定最后一位的值。优选的，检索信号值步骤中，若反向直流失调信号的极性为正，则将反向直流失调信号输出至对应的放大器的正输入端，此时，DCC_SELN为0，DCC_SELP为1；若反向直流失调信号的极性为负，则将反向直流失调信号输出至对应的放大器的负输入端，此时，DCC_SELN为1，DCC_SELP为0。
存储数据，对控制接收机通道增益控制信号的当前值和对应的反向直流失调信号的值进行存储，具体是存在RAM中。
循环校准，将控制接收机通道增益控制信号的值递减，循环执行检测信号极性步骤、检索信号值步骤和存储数据步骤，应当注意的是，此处的N可以根据实际情况设置，直至控制接收机通道增益控制信号的值为零，校准完成，将直流失调校准完成标志位(Dcc_done)置1，将控制接收机通道增益控制信号释放给接收器的SPI主机。
调取数据，当接收机的射频接收电路正常工作时，从RAM中调取存储的控制接收机通道增益控制信号的值对应的反向直流失调信号的值，即调取GAIN_CTRL设置值对应的IFA_DCC_OBSEL<3:0>,PGA1_DCC_OBSEL<3:0>,PGA2_DCC_OBSEL<3:0>,PGA3_DCC_OBSEL<4:0>的值。
一种电子设备，包括：处理器；
存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于执行射频接收电路直流失调校准方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行射频接收电路直流失调校准方法。
本发明提供射频接收电路直流失调校准方法，包括以下步骤：配置增益，将控制接收机通道增益控制信号的值设置为最大值；检测信号极性，对接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位进行极性判断，根据判断结果确定反向直流失调信号的极性，直流失调信号的极性与反向直流失调信号的极性相反；检索信号值，采用二分法查找接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值，根据反向直流失调信号的值和极性生成反向直流失调信号，将反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端；存储数据，对控制接收机通道增益控制信号的当前值和对应的反向直流失调信号的值进行存储；循环校准，将控制接收机通道增益控制信号的值递减，循环执行检测信号极性步骤、检索信号值步骤和存储数据步骤，直至控制接收机通道增益控制信号的值为零，将控制接收机通道增益控制信号释放给接收器的SPI主机。本发明涉及射频接收电路直流失调校准装置。本发明还涉及电子设备与可读存储介质，用于执行射频接收电路直流失调校准方法。本发明结合接收通道，只需要极少的附属电路就能较好的实现直流失调校准功能，无需占用极大地芯片面积，不会损耗低频信号，能够适应多级运放的情况，采用分级处理的方式，分别将每级运放的直流失调校准掉，避免了在直流失调被抵消之前信号链路的中间节点就已经饱和，直流失调校准效果好，能够量化直流失调的大小，容错性好。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (8)
1.射频接收电路直流失调校准方法，其特征在于包括以下步骤：
配置增益，将控制接收机通道增益控制信号的值设置为最大值；
检测信号极性，对接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位进行极性判断，根据判断结果确定反向直流失调信号的极性，所述直流失调信号的极性与所述反向直流失调信号的极性相反；
检索信号值，采用二分法查找接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值，根据所述反向直流失调信号的值和极性生成反向直流失调信号，将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端；
存储数据，对控制接收机通道增益控制信号的当前值和对应的反向直流失调信号的值进行存储；
循环校准，将控制接收机通道增益控制信号的值递减，循环执行所述检测信号极性步骤、所述检索信号值步骤和所述存储数据步骤，直至控制接收机通道增益控制信号的值为零，将控制接收机通道增益控制信号释放给接收器的SPI主机。
2.如权利要求1所述的射频接收电路直流失调校准方法，其特征在于：在所述配置增益步骤之前还包括判定装置状态步骤，判断直流失调校准装置工作使能信号是否为一且直流失调校准完成标志位是否为零，是则跳转至所述配置增益步骤。
3.如权利要求2所述的射频接收电路直流失调校准方法，其特征在于：所述循环校准步骤中，当控制接收机通道增益控制信号的值为零时，将所述直流失调校准完成标志位置一。
4.如权利要求1所述的射频接收电路直流失调校准方法，其特征在于：在所述循环校准步骤之后还包括调取数据步骤，当接收机的射频接收电路正常工作时，调取存储的控制接收机通道增益控制信号的值对应的反向直流失调信号的值。
5.如权利要求1所述的射频接收电路直流失调校准方法，其特征在于：所述检索信号值步骤中，从接收机链路中频电路中每一级放大器对应的反向直流失调信号的值顺序组成的数组的最高位开始，依次将所述数组的当前位置一，当前位的低位置零，根据所述数组的当前值和所述反向直流失调信号的极性生成反向直流失调信号，将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的输入端，判断接收的接收机模数转换器发送的直流失调信号符号位的极性是否发生变化，是则记录所述数组当前位的值，将所述数组的当前位置零后并将所述数组的当前位后移一位，否则保持所述数组的当前位的值不变并将所述数组的当前位后移一位。
6.如权利要求1所述的射频接收电路直流失调校准方法，其特征在于：所述检索信号值步骤中，若所述反向直流失调信号的极性为正，则将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的正输入端；若所述反向直流失调信号的极性为负，则将所述反向直流失调信号输出至对应的放大器的负输入端。
7.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；
存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-6任意一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-6任意一项所述的方法。
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