CN203104424U - 一种去零中频直流偏置信号的调整装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无线通信零中频解调领域，尤其是涉及零中频解调装置中对直流偏置干扰信号处理的去直流偏置零中频解调装置。针对现有技术存在的问题，提供一种去直流偏置的零中频解调装置，通过解调芯片、数模采样电路与计算调整量的偏移量计算电路形成反馈回路来实时调节输出信号，解决零中频解调装置中的直流偏移问题，优化了接收机结构，满足高性能无线通信系统的要求。一种去零中频直流偏置信号的调整装置，包括限幅器、低噪声放大器、带通滤波器，解调芯片、模数转换器、偏移计算电路等。本实用新型涉及无线通信零中频解调领域。

Description

一种去零中频直流偏置信号的调整装置

技术领域

本实用新型涉及无线通信零中频解调领域，尤其是涉及零中频解调装置中对直流偏置干扰信号处理的去直流偏置零中频解调装置。

背景技术

在无线通信接收机系统中，零中频接收机具有体积小、成本低、多波段多模式兼容等特点，已成为射频接收机中极具竞争力的一种结构，但零中频接收机中，存在直流偏移干扰，对零中频系统的性能有很大程度的影响。直流偏移往往比射频前端的噪声还要大，使信噪比变差，同时，大的直流偏移可能使各级基带放大器进入饱和工作状态，使接收机的误码率激增，甚至无法正确接收信号。因此，抑制或消除直流偏移是设计零中频接收机时要重点考虑的内容。

目前，解决零中频解调系统中的直流偏移主要有两种方法，第一种是通过电容器耦合，但缺点是对信号引入了附加的群时延，而且电容要根据信号带宽特征精密选配，同时也不易集成。第二种方法是依靠优化电路设计和布线，减少泄露和电路的不平衡，以及改善混频器的特性。对于接收机灵敏度和动态范围要求高的无线通信系统，这两种方法都不能完全解决直流偏移。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种去直流偏置的零中频解调装置，通过解调芯片、模数采样电路与计算调整量的偏移量计算电路形成反馈回路来实时调节输出信号，解决零中频解调装置中的直流偏移问题，优化了接收机结构，满足高性能无线通信系统的要求。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种去零中频直流偏置信号的调整装置，包括限幅器、低噪声放大器、带通滤波器、解调芯片、模数转换器、偏移计算电路，所述限幅器、低噪声放大器、带通滤波器依次连接，所述偏移计算电路包括偏移码值电路、信号偏移门限电路，所述带通滤波器输出端口与解调芯片输入端口信号连接，解调芯片输出端口依次通过低通滤波器、模数转换器与偏移码值电路输入端口连接，偏移码值电路输出端口通过信号偏移门限电路与解调芯片反馈端口连接。

进一步的，所述偏移码值电路包括加法器、减法器、移位寄存器，所述模数转换器输出端口与加法器一个输入端口总线连接，所述加法器输出端口与减法器一输入端口、移位寄存器输入端口分别总线连接，所述减法器输出端口与加法器另一输入端口总线连接，所述移位寄存器输出端口与信号偏移门限电路输入端口、减法器另一输入端口总线连接。

进一步的，所述信号偏移门限电路包括绝对值电路、计数器、比较器、第一与门，所述绝对值电路输入端口与移位寄存器输出端口总线连接，所述绝对值电路输出端口与比较器一输入端口总线连接，比较器另一端口输入阈值信号，所述比较器输出端口与第一与门一输入端口连接，计数器输入端口接时钟信号，计数器输出端口与第一与门另一输入端口连接，第一与门输出端口与解调芯片反馈端口连接。

进一步的，所述绝对值电路包括去符号电路、数据处理模块，所述去符号电路包括第一非门、加法器，所述第一非门输入端口与移位寄存器输出端口，第一非门输出端口与加法器一输入端口连接，加法器另一输入端口输入移位信号，加法器输出端口与数据处理模块一输入端口连接，移位寄存器输出端口与数据处理模块另一输入端口连接，数据处理模块输出端口与比较器一输入端口连接。

进一步地，数据处理模块包括至少一个数据处理电路，所述数据处理电路包括第二非门、第二与门、第三与门、或门，所述移位寄存器输出端口分别与第二非门、第二与门一输入端口、第三与门一输入端口连接，所述加法器输出端口与第二与门另一输入端口连接，所述第二非门输出端口与第三与门另一输入端口连接，所述第二与门输出端口、第三与门输出端口分别与或门第一输入端口、或门第二输入端口连接，或门输出端口与比较器一输入端口总线连接。                                                

   进一步地，所述数据处理模块包括15个数据处理电路。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过实时动态调整零中频接收机中零中频信号的直流偏移，提高系统接收机灵敏度和动态范围指标。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型原理图；

图2是本实用新型偏移码值电路原理图；

图3是本实用新型信号偏移门限电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本专利相关说明

1.    移位信号指的是数值恒为“1”的信号。

2.    解调芯片：解调芯片主要完成接收信号的解调和下变频至零中频并根据偏移量计算电路的输出值实时调整零中频信号的直流偏移。解调芯片的输入端口输入接收的射频信号，反馈端口输入偏移量计算电路的输出，其输出端输出零中频模拟信号。

3.    偏移码值电路工作原理：对模数转换器的输出信号(16位)进行累加求和(37位)，再对和值进行右移21次，得到一段时间内零中频直流偏移的均值(16位)。加法器和减法器的工作原理根据公式sum=in+sum-out得到，sum表示加法器的输出，in表示信号输入，out表示移位寄存器输出。减法器实现sum-out的功能，加法器实现in+sum-out的功能。移位寄存器实现对sum的右移。

4.    信号偏移门限电路工作原理：对偏移码值电路的输出信号(16位)进行取绝对值运算，然后通过比较器实现与阈值的比较，若高于阈值则输出调整码值，低于阈值则不输出调整码值。

一：本装置组成及工作原理

（1）、如图1所示，本实用新型包括限幅器、低噪声放大器、带通滤波器，所述限幅器、低噪声放大器、带通滤波器依次连接，其特征在于还包括解调芯片、模数转换器、偏移计算电路，所述偏移计算电路包括偏移码值电路、信号偏移门限电路，所述带通滤波器输出端口与解调芯片输入端口信号连接，解调芯片输出端口依次通过低通滤波器、模数转换器与偏移码值电路输入端口连接，偏移码值电路输出端口通过信号偏移门限电路与解调芯片反馈端口连接。

（2）、工作原理：射频信号输入限幅器，限幅器的作用是限制输入信号的最高电平值，限幅器的输出信号进入低噪声放大器，将信号进行低噪声放大，带通滤波器的做用是滤除无用信号，解调芯片对信号进行解调和下变频至零中频，低通滤波器滤除无用信号，模数转换器的作用是将零中频模拟信号转换为数字信号。

二：偏移码值电路组成及工作原理

（1）       如图2所示，所述偏移码值电路包括加法器、减法器、移位寄存器，所述模数转换器输出端口与加法器一个输入端口总线连接，所述加法器输出端口与减法器一输入端口、移位寄存器输入端口分别总线连接，所述减法器输出端口与加法器另一输入端口总线连接，所述移位寄存器输出端口与信号偏移门限电路输入端口、减法器另一输入端口总线连接。

（2）       偏移码值电路工作原理：对模数转换器的输出信号(16位)进行累加求和(37位)，再对和值进行右移21次，得到一段时间内零中频直流偏移的均值(16位)。加法器和减法器的工作原理根据公式sum=in+sum-out得到，sum表示加法器的输出，in表示信号输入，out表示移位寄存器输出。减法器实现sum-out的功能，加法器实现in+sum-out的功能。移位寄存器实现对sum的右移。

三：偏移门限电路组成及工作原理

（1）             如图3所示，所述信号偏移门限电路包括绝对值电路、计数器、比较器、第一与门，所述绝对值电路输入端口与移位寄存器输出端口总线连接，所述绝对值电路输出端口与比较器一输入端口总线连接，比较器另一端口输入阈值信号，所述比较器输出端口与第一与门一输入端口连接，计数器输入端口接时钟信号，计数器输出端口与第一与门另一输入端口连接，第一与门输出端口与解调芯片反馈端口连接。

（2）             信号偏移门限电路工作原理：对偏移码值电路的输出信号(总共16位数据依次从第15位到0位)进行取绝对值运算，然后通过比较器将信号偏移门限电路输出的16位数据与阈值信号比较，若高于阈值信号则输出调整码值（二进制），低于阈值则不输出调整码值。

四：绝对值电路组成及工作原理：

（1）             绝对值电路包括去符号电路、数据处理模块，所述去符号电路包括第一非门、加法器，所述第一非门输入端口与移位寄存器输出端口，第一非门输出端口与加法器一输入端口连接，加法器另一输入端口输入移位信号，加法器输出端口与数据处理模块一输入端口连接，移位寄存器输出端口与数据处理模块另一输入端口连接，数据处理模块输出端口与比较器一输入端口连接。

（2）             绝对值电路工作原理：例如：数据处理模块包括15个数据处理电路，移位寄存器输出信号为有符号数(总共16位)，最高位为符号位，低15位为数据位。若为负数最高位为1，通过第二与门、或门将加法器输出端的值输出；若为正数最高位为0，通过第二非门、第三与门、或门输出移位寄存器输出信号的低15位。第一非门和加法器对寄存器输出信号的低15位数据进行取反加1，将负数变为正数。当数据处理模块包括31个数据处理电路，绝对值电路工作原理与上述工作原理类似。

五：数据处理模块组成及工作原理

（1）   数据处理模块包括至少一个数据处理电路，所述数据处理电路包括第二非门、第二与门、第三与门、或门，所述移位寄存器输出端口分别与第二非门、第二与门一输入端口、第三与门一输入端口连接，所述加法器输出端口与第二与门另一输入端口连接，所述第二非门输出端口与第三与门另一输入端口连接，所述第二与门输出端口、第三与门输出端口分别与或门第一输入端口、或门第二输入端口连接，或门输出端口与比较器一输入端口总线连接。

（2）   数据处理模块工作原理：例如：数据处理模块包括15个数据处理电路。一个数据处理电路工作原理：根据移位寄存器输出信号的最高位，实现数据位的绝对值输出，若最高位为1（表示移位寄存器输出负值），则或门输出值为第二与门的输出值，输出加法器第14位的数据，若最高位为0（表示移位寄存器输出正值），则或门输出值为第三与门的输出值，输出移位寄存器第14位的数据。通过相同的其他14个数据处理电路依次输出第13位…第0位数据。当数据处理模块包括31个数据处理电路，工作原理与上述工作原理类似。

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

Claims (6)

1.一种去零中频直流偏置信号的调整装置，包括限幅器、低噪声放大器、带通滤波器，所述限幅器、低噪声放大器、带通滤波器依次连接，其特征在于还包括解调芯片、模数转换器、偏移计算电路，所述偏移计算电路包括偏移码值电路、信号偏移门限电路，所述带通滤波器输出端口与解调芯片输入端口信号连接，解调芯片输出端口依次通过低通滤波器、模数转换器与偏移码值电路输入端口连接，偏移码值电路输出端口通过信号偏移门限电路与解调芯片反馈端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种去零中频直流偏置信号的调整装置，其特征在于所述偏移码值电路包括加法器、减法器、移位寄存器，所述模数转换器输出端口与加法器一个输入端口总线连接，所述加法器输出端口与减法器一输入端口、移位寄存器输入端口分别总线连接，所述减法器输出端口与加法器另一输入端口总线连接，所述移位寄存器输出端口与信号偏移门限电路输入端口、减法器另一输入端口总线连接。

3.根据权利要求1所述的一种去零中频直流偏置信号的调整装置，其特征在于所述信号偏移门限电路包括绝对值电路、计数器、比较器、第一与门，所述绝对值电路输入端口与移位寄存器输出端口总线连接，所述绝对值电路输出端口与比较器一输入端口总线连接，比较器另一端口输入阈值信号，所述比较器输出端口与第一与门一输入端口连接，计数器输入端口接时钟信号，计数器输出端口与第一与门另一输入端口连接，第一与门输出端口与解调芯片反馈端口连接。

4.根据权利要求3所示的一种去零中频直流偏置信号的调整装置，其特征在于所述绝对值电路包括去符号电路、数据处理模块，所述去符号电路包括第一非门、加法器，所述第一非门输入端口与移位寄存器输出端口，第一非门输出端口与加法器一输入端口连接，加法器另一输入端口输入移位信号，加法器输出端口与数据处理模块一输入端口连接，移位寄存器输出端口与数据处理模块另一输入端口连接，数据处理模块输出端口与比较器一输入端口连接。

5.根据权利要求4所述的一种去零中频直流偏置信号的调整装置，其特征在于所述数据处理模块包括至少一个数据处理电路，所述数据处理电路包括第二非门、第二与门、第三与门、或门，所述移位寄存器输出端口分别与第二非门、第二与门一输入端口、第三与门一输入端口连接，所述加法器输出端口与第二与门另一输入端口连接，所述第二非门输出端口与第三与门另一输入端口连接，所述第二与门输出端口、第三与门输出端口分别与或门第一输入端口、或门第二输入端口连接，或门输出端口与比较器一输入端口总线连接。

6.根据权利要求5所述的一种去零中频直流偏置信号的调整装置，其特征在于所述数据处理模块包括15个数据处理电路。

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