CN1177448C - 无线通信基带调制电路及其多通道增益匹配控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信基带调制电路及其多通道增益匹配控制方法。无线通信基带调制电路包括辅助电路、数字调制模块、多通道增益控制模块、模拟处理模块、增益误差检测模块、计时器和正弦波发生器。多通道增益控制模块、多通道模拟处理模块和增益误差检测模块连接构成多通道增益控制环路。多通道增益控制模块在电路的上电初始化过程中完成增益调整功能，而增益误差检测模块则对多通道模拟处理模块的模拟输出进行检测并计算除基准通道以外的其他通道的增益调整系数。各通道利用低频信号进行增益误差的检测，而正常调制的信号可以工作于高频区域，因此适合于在无线通信的高频基带调制中使用，且调整精度高，不会随着时间的延长而出现调整误差。

Description

无线通信基带调制电路及其多通道增益匹配控制方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信基带调制技术，更确切地说是涉及一种采用自适应技术、对无线通信中的多通道基带调制进行精密增益控制的无线通信基带调制电路及其多通道增益匹配的控制方法，其电路设计则特别适于制作在集成电路芯片上。

技术背景

在现有的无线通信基带调制系统中，各通道间的增益匹配是通过集成电路的制造工艺来保证的。虽然集成电路对近距离器件有较好的匹配性能，但是对于由多个电路模块形成的通道间匹配，则难以保证其匹配精度。

当各电路通道间信号的增益不同时，特别是在现代无线通信系统中广泛使用相位调制技术的条件下，信号在解码过程中将会出现相位偏移和使噪声容限降低的情况，相应地提高了误码率和导致通信速度降低，因此在基带调制中控制各电路通道的信号增益匹配精度是十分重要的。

附图1中示意出一种当前所使用的多通道的无线通信基带调制集成芯片的结构，主要包括数字调制模块(DIGITAL MODULATION)11、模拟处理模块(ANALOGPROCESS)12和辅助电路模块(AUXILIARY CIRCUIT)13。其中的模拟处理模块12设置有多个处理通道(如Q个)，每一个处理通道由数模转换器(DAC)121(如12～14比特)，滤波器(FILTER)122及功率驱动器(DRIVER)123顺序连接构成。

输入数据(DATA INPUT)进入芯片内部的数字调制模块11后完成数字调制，以并行(12～14bits位)多通道(Q)数据信号的方式传送给模拟处理模块12，在模拟处理模块12中由对应的多个(Q)模拟处理通道分别完成数模转换、滤波及功率驱动，然后以多通道(Q)模拟信号的方式输出，输出的多通道OUTPUT1，…，OUTPUT Q信号送至后级处理器。

该芯片的逻辑输入端(LOGIC INPUT)主要用于对芯片的各种功能进行控制，辅助电路模块13主要完成电压基准等功能。

根据图示结构可以看出该多通道集成芯片电路基带调制的主要特点是：

(1).对数据输入信号的调制是以数字形式完成的，对于现代的无线通信来说，数字基带调制有精度高、响应速度快、抗干扰能力强等优点；

(2).对于由模拟处理部分产生的各通道间增益不匹配的情况不进行校正，只是以集成电路制造工艺一致性较好的特点将Q个通道间增益的误差控制在一定的范围内；

(3).由于集成电路制造工艺误差是随机分布的，导致芯片性能在一定范围内偏移，使各芯片参数的一致性较差；

(4).若采用激光校正和融铝、融多晶硅丝等校正方法，需要对芯片进行测试，而测试过程又需借助精密仪器，因而增加了芯片测试的难度与成本；

(5).激光校正只有大型半导体公司才有能力作，不适合一般的制造厂商采用；

(6).即使校正过精度，但电路芯片经长时间使用后仍可能会产生偏移，导致芯片电气性能降低。

综上所述，显然图1所示结构的无线通信正交调制基带处理集成芯片电路的多通道增益匹配保证技术是不充份的，极有改进的必要。

发明内容

本发明的目的是设计一种无线通信多通道基带调制电路及其多通道增益匹配控制方法，其电路是具有多通道增益匹配控制功能的无线通信基带调制电路，适于在无线通信系统的高频基带调制中使用，尤其是在高性能的无线通信系统中使用，如GSM的GPRS(通用无线分组业务)模式、宽带码分多址(W-CDMA)系统的基带调制集成芯片电路设计，且调整精度高，不会因使用时间长而出现调整误差。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种无线通信多通道基带调制电路，包括辅助电路，对输入数据进行数字调制并输出并行多通道数据的数字调制模块，和对并行多通道数据分通道进行数模转换、滤波及功率驱动后输出多通道模拟信号的模拟处理模块，其特征在于：

还包括多通道增益控制模块和增益误差检测模块；多通道增益控制模块、所述的多通道模拟处理模块和增益误差检测模块连接构成多通道增益控制环路；增益误差检测模块对多通道模拟处理模块输出的多通道模拟信号进行通道选择检测并计算各通道增益调整系数，再传递给多通道增益控制模块，对数字调制模块输出的并行多通道数据进行各通道间的增益自适应匹配控制后再分通道传送至多通道模拟处理模块；还包括正弦波发生器和定时器，正弦波发生器和定时器分别与数字调制模块和增益误差检测模块连接，在定时器控制的通道增益控制环路工作时间的初始化过程中，控制增益误差检测模块进行增益误差测试及增益调整系数计算。

所述的多通道增益控制模块，由一路基准通道、其它路普通通道和一同步电路连接构成；基准通道由预衰减电路和延迟电路连接构成，每一普通通道由预衰减电路和增益调整电路连接构成；基准通道与普通通道的预衰减电路分别对应连接所述数字调制模块输出的并行多通道数据，基准通道的延迟电路与普通通道的增益调整电路连接所述的同步电路，同步电路输出的并行多通道数据，传送至所述模拟处理模块的各模数转换电路。

所述的增益误差检测模块由模拟开关、模数转换电路、数字峰值检测电路及增益误差计算电路顺序连接构成；模拟开关与所述模拟处理模块的多通道模拟信号输出端相连接，增益误差计算电路的输出连接所述增益控制模块，对增益控制模块的各通道增益进行自适应调整。

所述的预衰减电路由移位寄存器、加法器与减法器连接构成，对输入数据进行移位、相加、再移位再相加最终相减的操作，通过选择移位寄存器的位置及移位的位数，实现要求的对输入数据的衰减系数。

所述的增益调整电路由“与”阵列、移位寄存器、加法器与乘法器连接构成，由“与”阵列分别对输入数据及控制增益的各逻辑输入进行“与”运算，再通过选择移位寄存器的位置及移位的位数，对“与”阵列的运算结果进行移位、相加，和再对相加结果进行移位、相加，最终由乘法器在调整增益运算符的控制下对输入数据及最终的相加结果进行加或减操作，实现要求的对输入数据的增益系数。

所述的辅助电路、正弦波发生器、定时器、数字调制模块、多通道增益控制模块、模拟处理模块、增益误差检测模块制作在一块集成电路芯片上。

实现本发明目的的技术方案还是这样的：一种无线通信基带调制电路的多通道增益匹配控制方法，其特征在于包括以下处理步骤：

A.电路上电进入初始化阶段；

B.将正弦波发生器输出的数字正弦波信号作为输入的数据信号送入数字调制模块进行数字调制，并以并行多通道数据的方式对应传送给多通道增益控制模块；

C.选择增益控制模块中的一个通道为基准通道，输入该基准通道的并行信号经过预衰减、延迟后进入同步电路，输入基准通道以外的其它通道的并行信号经过预衰减、增益调整后也进入同步电路，同步电路输出的并行多通道数据信号送模拟处理模块；

D.由模拟处理模块中对应的多个模拟处理通道对并行多通道数据信号分别进行数模转换、滤波及功率驱动，输出多通道模拟信号，同时送增益误差检测模块；

E.由增益误差检测模块的模拟开关利用时分模式对多通道模拟输出进行选通和模数转换，由数字峰值检测电路从模数转换后的输出数据中检测出对应通道的振幅，由增益误差计算电路从该振幅信息中计算出初始化阶段除基准通道以外各通道需要调整的增益系数，并传递给多通道增益控制模块，对除基准通道以外各通道的增益调整电路进行增益调整，完成各通道间的增益自适应控制；

F.结束初始化阶段，锁定增益误差计算电路计算获得的增益系数，将增益误差检测模块置于不工作状态。

所述的步骤A，进一步包括：

a.在电路上电的初始化过程中，先将多通道增益控制模块中除基准通道以外各增益调整电路的增益系数置为缺省值；

b.将数字调制模块的数据输入切换为正弦波二进制数据输入；

所述的步骤E，进一步包括：

c.由增益误差检测模块以多通道增益控制模块中的基准通道作为参考通道，检测并计算基准通道与其他通道间的增益误差，根据参考通道的振幅数字量与各通道振幅数字量之比计算各相应通道的增益调整系数；

d.将多通道增益控制模块中除基准通道以外各通道增益调整电路的增益系数对应置为由步骤c计算获得的增益调整系数值，当基准通道与其他通道的增益误差在预定范围内时，其他通道与基准通道匹配；

e.将数字调制模块的数据输入由内部的正弦波二进制数据输入切换为外部的数据输入。

所述正弦波的信号频率与所述增益误差检测模块中模数转换电路的采样频率成非整除关系，并通过对所述模数转换电路一个以上周期的正弦波量化实现过采样。

所述步骤A及步骤E的初始化阶段是由一计时器根据增益调整精度要求进行长短控制的。

本发明的无线通信基带调制电路及其多通道增益匹配控制方法，在无线通信基带调制中采用多通道间振幅的匹配控制技术，其芯片电路包括：数字调制、增益控制、模拟处理、增益误差检测、正弦波发生，计时，辅助单元等电路模块。其中的增益控制级由预衰减模块、增益调整模块、延时模块和同步模块构成。其中的增益误差检测模块由模拟开关、模数转换(ADC)、数字峰值检测、增益误差计算等模块构成。

本发明电路中的数字调制模块可以采用包括GMSK，8PSK，QAM及与CDMA和GSM技术相关的调制方案。

本发明的增益控制在数字部分完成，同时针对多通道的特点，以某一个通道为基准，对其它通道的增益进行精密控制，最后保证数字信号同步输出。

本发明的增益控制级，其预衰减是根据集成电路工艺确定的一个参数，针对不同的工艺和成品率要求，此参数是可变的，同时，预衰减的乘法运算是通过简单的加法器实现的。

本发明的增益控制级，增益的调整可以在两个方向上进行(正负范围)，增益调整的乘法运算通过简单的加法器完成。数字峰值检测电路从模数转换电路的输出数据中检测出对应通道的振幅，保持基准通道的增益不变，并以其为参考，由增益误差计算电路从各通道的振幅信息中计算各通道的增益误差及其需要调整的增益系数，并传递给增益控制模块中相应通道的增益调整电路，自动完成芯片电路内部各通道间的增益自适应控制。

本发明对增益的检测是在芯片初始化过程中通过正弦波的量化完成的，任意两个通道间的误差是由同一个模数转换器(ADC)进行量化的，再通过检测信号的峰值来计算其振幅，从而获得通道的增益误差。本发明将正弦波发生器信号的频率与模数转换器(ADC)的采样频率，设计成非整除的关系，通过对多个周期的量化，达到过采样的目的，从而精确的检测信号峰值。

本发明的初始化过程，是由芯片内部的计时器决定的，初始化过程的长短由增益调整的精度决定，在初始化结束后，计算获得的增益误差即被锁定，而模拟开关、模数转换、数字峰值等电路则置于不工作状态。

本发明技术方案的有益效果是：

(1).自动实现增益调整，无需采用额外的测试及校正措施；

(2).增益的调整是针对芯片电路的，在利用不同半导体工艺制作的集成芯片上都可以使用，特别是在FOUNDRY业务上应用；

(3).增益调整采用自适应技术，从而将每一块集成电路芯片的误差都控制在相应的范围内；

(4).在电路芯片每次上电后即自动进行增益调整，因而控制精度不会随着时间的推移而变化。

增益控制模块在芯片电路的上电初始化过程中完成增益调整功能，此时是利用低频信号检测增益误差，而正常调制的信号则可以工作在高频区域，因此适合于在无线通信的高频基带调制中使用，同时，还具有很高的调整精度，不会随着使用时间的加长而出现调整误差，特别适合在高性能的系统，如GSM的GPRS模式、W-CDMA等的芯片设计中使用。

附图说明

图1是无线通信正交调制的基带处理芯片结构示意图。

图2是采用多通道自动匹配校正的无线通信正交调制的基带处理芯片结构示意图。

图3是系数为0.96的预衰减实现方案的结构示意框图。

图4是系数为0.96的预衰减实现方案的信号流程框图。

图5是步长为1/512、调整范围为±(15/512)的增益控制实现结构示意框图。

图6是步长为1/512、调整范围为±(15/512)的增益控制实现方案信号流程框图。

图7是错误的数字峰值检测波形示意图。

图8是正确的数字峰值检测波形示意图。

具体实施方式

图1说明前已述及不再赘述。

参见图2，图中示意出的无线通信正交调制基带处理电路结构，采用了本发明的自适应多通道自动匹配校正技术，并制作成集成电路芯片，从而形成具有多通道自动匹配校正效果的无线通信正交调制的基带处理芯片。

所包含的数字调制模块(DIGITAL MODULATION)21、模拟处理模块(ANALOGPROCESS)23和辅助电路模块(AUXILIARY CIRCUIT)26的结构同图1，其中的模拟处理模块23也设置有多个处理通道(如Q个)，每一个处理通道由数模转换器(DAC)231，滤波器(FILTER)232及功率驱动器(DRIVER)233顺序连接构成。

本发明在上述基本结构的基础上增加了增益控制模块(GAIN ADJUSTMENT)22、增益误差检测模块24、计时器27和正弦波信号发生器25。

外部输入的数据(DATA INPUT)信号或内部正弦波信号发生器25输出的数据信号(初始化过程中)进入芯片内部的数字调制模块(DIGITAL MODULATION)21完成数字调制，以并行(12～14bits)多通道(Q)数据的方式送给增益控制模块(GAIN ADJUSTMENT)22。数字调制可以采用包括GMSK、8PSK、QAM及与CDMA和GSM技术相关的调制方案。

选择增益控制模块22中的一个通道为基准通道，输入该基准通道的并行数据信号经过预衰减(pre_att)电路221预衰减和经过延迟(DELAY)电路222延迟后进入同步电路(SYNC)223；而输入其它通道的并行数据信号经过预衰减(pre_att)电路221预衰减和经过增益调整(GAIN ADJUSTMENT)电路224的增益调整后也进入同步电路(SYNC)223，同步电路(SYNC)223对多通道的二进制(调整)数据在其进入模拟处理模块前进行同步处理，以避免在数模转换时产生相位误差，同步电路223输出的并行(12～14bits)多通道(Q)数据信号送模拟处理模块23。

本发明采取在数字部分完成增益控制的方案，同时针对多通道的特点，以某一通道为基准，对其他通道的增益进行精密控制，最后保证数字信号同步输出。以没有增益调整电路224的通道为基准通道，任何一个外部通道的输入数据都可以送入该基准通道中，其他通道以此基准通道为调整的依据，即将其他通道的增益与基准通道的增益误差控制在一定范围内时，认为这两个通道匹配。

本发明将预衰减系数作为由集成电路制造工艺误差确定的参数，针对不同的工艺和成品率要求，而应改变预衰减参数，即增益调整的范围应覆盖工艺误差，如将匹配误差控制在5％以内。

经过预衰减后，即使有增益误差，通道的增益也不会发生溢出，这也是可以保持基准通道增益不变，仅仅对其他通道增益进行调整即可满足要求的原因。延迟电路222的延迟时间由实现增益调整的时钟周期决定(图中未示出)。

由于多通道增益调整模块22是利用二进制数据进行增益调整，因此仅仅改变增益调整电路224的系数就能够调整增益。

在模拟处理模块23中由对应的多个(Q)模拟处理通道分别完成数模转换(DAC：数模转换电路231)、滤波(滤波电路232)及功率驱动(功率驱动电路233)，然后以多通道(Q)模拟信号的方式输出，输出的多通道OUTPUT 1，…，OUTPUT Q模拟信号送至后级处理器，同时送误差增益检测模块24。

增益误差检测模块24，由模拟多路调制器241(ANALOG MUX，也称模拟开关)、模数转换电路(ADC)242、数字峰值检测电路243和增益误差计算电路244顺序连接过程。

模拟多路调制器241对初始化阶段的多通道的模拟输出OUTPUT 1，…，OUTPUT Q信号(振幅)进行检测，用于以基准通道增益为参考计算其他通道的增益调整系数。模拟多路调制器241利用时分模式对多通道模拟输出进行选通，并将选择通道的模拟输出信号送模数转换电路242转换成数字信号，数字峰值检测电路243从模数转换电路242的输出数据中检测出各通道振幅的数字量，如基准通道振幅的数字量为X1X1X1，其余通道振幅的数字量分别为X2X2X2，X3X3X3…，并寄存在数字峰值检测电路243中，再由增益误差计算电路244根据各通道振幅的数字量与基准通道振幅的数字量之比：(X1X1X1)/(X2X2X2)，X1X1X1/X3X3X3…，来计算各相应通道的增益调整系数，即完成根据振幅信息计算各对应通道需要调整的增益系数的计算，并传递给增益控制模块22中对应通道的增益调整电路224，自动完成芯片电路内部各通道间的增益自适应控制。

正弦波发生器(sine waveform GENERATOR)25产生低频正弦波信号，在系统初始化阶段作为输入信号供增益测试及调整使用。增益误差检测模块24，对增益的检测是在电路初始化过程中通过正弦波信号的量化完成的，基准通道与被检测通道间的增益误差通过同一个模数转换电路(ADC)242进行量化，由数字峰值检测电路243和增益误差计算电路244通过检测经模数转换后输出信号的峰值及计算峰值的振幅，而获得检测通道的增益误差。本发明将正弦波发生器25的信号频率与模数转换电路(ADC)242的采样频率保持为非整除的关系，通过多个周期的量化过程，达到过采样目的，从而能精确的检测到信号的峰值。

计时器27，用于控制由增益控制模块22、模拟处理模块23和增益误差检测模块24连接构成的通道增益控制环路初始化阶段的工作时间。该初始化过程的长短由增益调整的精度决定，初始化过程结束后，计算获得的增益调整系数就被锁定，增益误差检测模块24中的模拟开关电路241、模数转换电路242、数字峰值电路243及增益调整电路244均会被置于不工作状态。

电路芯片的逻辑输入(LOGIC INPUT)主要用于从外部控制电路芯片的各种功能。辅助电路模块26主要完成电压基准等功能。

本发明的由多通道增益控制模块22、模拟处理模块23及增益误差检测模块24连接构成的多通道增益控制环路，其增益控制流程可进一步概括为以下步骤：

(1)在电路上电的初始化过程中，先将多通道增益控制模块22中各增益调整电路224的增益系数置为缺省值；

(2)将数字调制器21的数据输入切换为正弦波二进制输入；

(3)由增益误差检测模块24以多通道增益控制模块22中的基准通道作为参考通道，检测并计算各通道的增益误差；

(4)将多通道增益控制模块22中各通道增益调整电路224的增益系数置为上述增益误差的计算值，当基准通道与其他通道的增益误差在预定范围内时，其他通道与基准通道匹配；

(5)将数字调制器21的数据输入由正弦波二进制输入切换为数据输入；

(6)初始化结束，锁定多通道增益控制模块22中各通道增益调整电路224的增益系数，增益误差检测模块24置为不工作状态。

下面结合几个具体的参数，进一步说明本发明对几项关键技术所采取的技术措施，包括：实现特定系数的预衰减技术；实现特定系数的增益调整技术；实现特定精度的数字峰值检测技术。

参见图3、图4，图中示出预衰减电路221在实现特定的0.96预衰减系数时的实现结构与流程。

电路结构主要包括第一移位寄存器31、第二移位寄存器32、第三移位寄存器33、第一加法器34、第二加法器35和减法器36。

实现流程是：步骤44，输入数据(input data)经第一移位寄存器31右移1比特(bit)后在第一加法器34中与原输入数据(input data)相加，得到节点N1数据(N1＝DATA[N]/2+DATA[N])；步骤45，节点N1数据经第二移位寄存器32右移2比特(bit)后在第二加法器35中与节点N1数据相加，得到节点N2数据(N2＝N1/4+N1)；步骤46，节点N2数据经第三移位寄存器33右移6比特(bit)后在减法器36中与原输入数据(input data)相减，得到预衰减系数为0.96的输出数据(output data，OUTPUT＝DATA[N]-N2/2⁶)。

通过以上结构及流程，可以得到：

$N1=\mathrm{INPUTDATE}\×(1+\frac{1}{2})$

$N2=N!\×(1+\frac{1}{4})$

$\mathrm{OUTPUTDATE}=\mathrm{INPUTDATE}-N2\×\frac{1}{2^6}$

$=\mathrm{INPUTDATE}\×(1-\frac{15}{512})$

数据的预衰减系数为1-15/512。

参见图5、图6，图中示出增益调整电路224在实现特定系数：步长1/512、调整范围±(15/512)时的增益控制(调整)结构与流程。

电路结构主要包括：与阵列51、第一移位寄存器52、第二移位寄存器53、第三移位寄存器54、第四移位寄存器55、第一加法器56、第二加法器58和乘法器59。

图中，ampADJ_b3，ampADJ_b2，ampADJ_b1，ampADJ_b0为控制增益的逻辑输入(LOGICI NPUT)。

图中连接到乘法器(ALU)59上的ampADJ_sign是调整增益的运算符。在ampADJ_sign＝0时，在乘法器59中进行加法运算；在ampADJ_sign＝1时，在乘法器59中进行减法运算。

输入数据(INPUT DATA)在与阵列51中与ampADJ_b3、ampADJ_b2、ampADJ_b1、ampADJ_b0进行“与”运算后，分别得到节点N1、N2、N3、N4的数据(步骤54，N1＝DATA[N]·ampADJ_b3；N2＝DATA[N]·ampADJ_b2；N3＝DATA[N]·ampADJ_b1；N4＝DATA[N]·ampADJ_b0)；节点N2数据经第一移位寄存器52右移1比特(bit)后与节点N1数据在第一加法器56中相加，得到节点N5数据(步骤55，N5＝N2/2+N1)；节点N4数据经第二移位寄存器53右移1比特(bit)后在第二加法器57中与节点N3数据相加，得到节点N6数据(步骤56，N6＝N4/2+N3)；节点N6数据经第三移位寄存器54右移2比特(bit)后在第三加法器58中与节点N5数据相加，得到节点N7数据(步骤57，N7＝N6/4+N5)；节点N7数据经第四移位寄存器55右移6比特(bit)后在乘法器59中与原输入数据(INPUT DATA)进行加法或减法运算(乘法器中运算的运算符由ampADJ_sign的状态决定)，得到增益调整后的输出数据(output data，步骤58，OUTPUT＝N7/2⁶±DATA[N])。

通过以上结构及流程，可以得到：

N1＝INPUTDATE×ampADJ_b3

N2＝INPUTDATE×ampADJ_b2

N3＝INPUTDATE×ampADJ_b1

N4＝INPUTDATE×ampADJ_b0

$N5=N1+N2\×\frac{1}{2}$

$N6=N3+N4\×\frac{1}{2}$

$N7=N5+N6\×\frac{1}{4}$

$\mathrm{OUTPUTDATE}=\mathrm{INPUTDATE}(+/-)N7\×\frac{1}{64}$

当ampADJ_sign＝0，ampADJ_b[3:0]＝1111时，

OUTPUT DATA＝INPUT DATA×(1+15/512)。

参见图7、图8并结合参见图2，图7、8中分别示出在实现特定精度的数字峰值检测时的错误与正确的结果。

峰值检测有模拟和数字两种实现技术。模拟峰值检测的检测精度一般不高，一般不能使用于高精度的增益调整电路中。而数字峰值检测，则存在采样点能否反映实际模拟信号幅度的问题。

如图7所示错误的数字峰值检测，当模数转换器242的采样频率为正弦波信号25频率的整数倍时，如果在一个周期内，采样点不够多，则不能够真实地反映模拟信号的振幅。出现此种情况的原因主要为：

(1)正弦波是周期性的；

(2)模数转换器的采样点在一个或多个正弦波中也表现为周期性的；

(3)一个周期内采样点的个数与调整的精度有关。

图7所示的数字峰值检测是错误的，这是由于采样频率与正弦波的频率存在整数倍关系，在n与n+1采样点采样取得的数据，与一个正弦波周期后、所对应的采样点采样取得的数据是相同的。当在n和n+1采样点取得的数据不是正弦波的峰值数据时，那么此后的采样也都不会取到正弦波的峰值数据；而在n和n+1采样点恰好采样取到正弦波的峰值数据时，则一个周期后也会取到正弦波的峰值数据。

当整数倍的采样频率与整数倍的正弦波频率之间存在整除关系时，也会出现类似的情况。

以上错误的原因为：峰值可以检测到，但不一定总能检测到。

为了检测到准确的正弦波信号峰值，使得增益的调整精度达到要求，本发明采用的技术是让整数倍的采样频率和整数倍的正弦波频率之间不存在整除关系。此时，在一定的采样时间内，如1秒(s)，67kHz正弦波有67k个周期经过了模数转换，由于采样频率和正弦波频率之间不存在某种程度的整数关系，所以在67k个周期内，每一个采样点的相位都是不相同的，即相当于在一个正弦波周期内完成了67(k)×m的过采样，其中m为一个正弦波周期内的采样个数的一半。

在图8所示的正确的数字峰值检测等效示意图中，M的取值与增益控制的精度即与峰值检测的精度有关。由于正弦波的振幅在任何一个周期内都是相同的，所以，相位不重叠的M个周期内的采样，可以等效为一个周期内M倍的采样。

对于振幅为A、频率为f的正弦波，当采样频率为F时，设定峰值采样的精度为z，则需要的周期M为：

           z＝sin(2πf(t+Δt))-sin(2πft)_sin(2πft)=1

            ＝2πf×Δt

$M=\frac{2\mathrm{\πf}}{z\×F}$

当z＝0.1％，f＝67kHz，F＝1MHz时，M＝6.28×67＝420，需要的峰值采样时间约为6.7s。当模数转换242采样频率为6.5MHz时，峰值的采样时间约为1s。

Claims (10)

1.一种无线通信多通道基带调制电路，包括辅助电路，对输入数据进行数字调制并输出并行多通道数据的数字调制模块，和对并行多通道数据分通道进行数模转换、滤波及功率驱动后输出多通道模拟信号的模拟处理模块，其特征在于：

还包括多通道增益控制模块和增益误差检测模块；多通道增益控制模块、所述的多通道模拟处理模块和增益误差检测模块连接构成多通道增益控制环路；增益误差检测模块对多通道模拟处理模块输出的多通道模拟信号进行通道选择检测并计算各通道增益调整系数，再传递给多通道增益控制模块，对数字调制模块输出的并行多通道数据进行各通道间的增益自适应匹配控制后再分通道传送至多通道模拟处理模块；还包括正弦波发生器和定时器，正弦波发生器和定时器分别与数字调制模块和增益误差检测模块连接，在定时器控制的通道增益控制环路工作时间的初始化过程中，控制增益误差检测模块进行增益误差测试及增益调整系数计算。

2.根据权利要求1所述的一种无线通信多通道基带调制电路，其特征在于：所述的多通道增益控制模块，由一路基准通道、其它路普通通道和一同步电路连接构成；基准通道由预衰减电路和延迟电路连接构成，每一普通通道由预衰减电路和增益调整电路连接构成；基准通道与普通通道的预衰减电路分别对应连接所述数字调制模块输出的并行多通道数据，基准通道的延迟电路与普通通道的增益调整电路连接所述的同步电路，同步电路输出的并行多通道数据，传送至所述模拟处理模块的各模数转换电路。

3.根据权利要求1所述的一种无线通信多通道基带调制电路，其特征在于：所述的增益误差检测模块由模拟开关、模数转换电路、数字峰值检测电路及增益误差计算电路顺序连接构成；模拟开关与所述模拟处理模块的多通道模拟信号输出端相连接，增益误差计算电路的输出连接所述增益控制模块，对增益控制模块的各通道增益进行自适应调整。

4.根据权利要求1所述的一种无线通信多通道基带调制电路，其特征在于：所述的预衰减电路由移位寄存器、加法器与减法器连接构成，对输入数据进行移位、相加、再移位再相加最终相减的操作，通过选择移位寄存器的位置及移位的位数，实现要求的对输入数据的衰减系数。

5.根据权利要求1所述的一种无线通信多通道基带调制电路，其特征在于：所述的增益调整电路由“与”阵列、移位寄存器、加法器与乘法器连接构成，由“与”阵列分别对输入数据及控制增益的各逻辑输入进行“与”运算，再通过选择移位寄存器的位置及移位的位数，对“与”阵列的运算结果进行移位、相加，和再对相加结果进行移位、相加，最终由乘法器在调整增益运算符的控制下对输入数据及最终的相加结果进行加或减操作，实现要求的对输入数据的增益系数。

6.根据权利要求1所述的一种无线通信多通道基带调制电路，其特征在于：所述的辅助电路、正弦波发生器、定时器、数字调制模块、多通道增益控制模块、模拟处理模块、增益误差检测模块制作在一块集成电路芯片上。

7.一种无线通信基带调制电路的多通道增益匹配控制方法，其特征在于包括以下处理步骤：

A.电路上电进入初始化阶段；

B.将正弦波发生器输出的数字正弦波信号作为输入的数据信号送入数字调制模块进行数字调制，并以并行多通道数据的方式对应传送给多通道增益控制模块；

C.选择增益控制模块中的一个通道为基准通道，输入该基准通道的并行信号经过预衰减、延迟后进入同步电路，输入基准通道以外的其它通道的并行信号经过预衰减、增益调整后也进入同步电路，同步电路输出的并行多通道数据信号送模拟处理模块；

D.由模拟处理模块中对应的多个模拟处理通道对并行多通道数据信号分别进行数模转换、滤波及功率驱动，输出多通道模拟信号，同时送增益误差检测模块；

E.由增益误差检测模块的模拟开关利用时分模式对多通道模拟输出进行选通和模数转换，由数字峰值检测电路从模数转换后的输出数据中检测出对应通道的振幅，由增益误差计算电路从该振幅信息中计算出初始化阶段除基准通道以外各通道需要调整的增益系数，并传递给多通道增益控制模块，对除基准通道以外各通道的增益调整电路进行增益调整，完成各通道间的增益自适应控制；

F.结束初始化阶段，锁定增益误差计算电路计算获得的增益系数，将增益误差检测模块置于不工作状态。

8.根据权利要求7所述的一种无线通信基带调制电路的多通道增益匹配控制方法，其特征在于所述的步骤A，进一步包括：

a.在电路上电的初始化过程中，先将多通道增益控制模块中除基准通道以外各增益调整电路的增益系数置为缺省值；

b.将数字调制模块的数据输入切换为正弦波二进制数据输入；

所述的步骤E，进一步包括：

c.由增益误差检测模块以多通道增益控制模块中的基准通道作为参考通道，检测并计算基准通道与其他通道间的增益误差，根据参考通道的振幅数字量与各通道振幅数字量之比计算各相应通道的增益调整系数；

d.将多通道增益控制模块中除基准通道以外各通道增益调整电路的增益系数对应置为由步骤c计算获得的增益调整系数值，当基准通道与其他通道的增益误差在预定范围内时，其他通道与基准通道匹配；

e.将数字调制模块的数据输入由内部的正弦波二进制数据输入切换为外部的数据输入。

9.根据权利要求8所述的一种无线通信基带调制电路的多通道增益匹配控制方法，其特征在于：所述正弦波的信号频率与所述增益误差检测模块中模数转换电路的采样频率成非整除关系，并通过对所述模数转换电路一个以上周期的正弦波量化实现过采样。

10.根据权利要求7一种无线通信基带调制电路的多通道增益匹配控制方法，其特征在于：所述步骤A及步骤E的初始化阶段是由一计时器根据增益调整精度要求进行长短控制的。

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