Iq調(diào)制器中dc偏移的測量的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及IQ調(diào)制器中DC偏移的測量。所描述的是確定IQ調(diào)制器中DC偏移電壓的系統(tǒng)和方法。首先，針對(duì)對(duì)IQ調(diào)制器的輸入之一選擇兩個(gè)不同的DC測試電壓。然后，將第一測試電壓施加到對(duì)IQ調(diào)制器的一個(gè)輸入，同時(shí)通過測量來自施加到對(duì)IQ調(diào)制器的另一輸入的一組信號(hào)的輸出來生成測試數(shù)據(jù)。然后施加第二測試電壓并生成另一組測試數(shù)據(jù)。根據(jù)第一和第二組測試數(shù)據(jù)，可以構(gòu)造二階多項(xiàng)式函數(shù)并將該二階多項(xiàng)式函數(shù)相互比較以產(chǎn)生功率值輸出的比值。然后可以從功率值輸出的比值確定DC偏移電壓。
【專利說明】IQ調(diào)制器中DC偏移的測量
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于測量IQ調(diào)制器中的參數(shù)的系統(tǒng)和方法，并且更具體而言，涉及測量IQ調(diào)制器中常被稱為DC偏移的偏移電壓的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]IQ調(diào)制器是在RF和微波通信領(lǐng)域中眾所周知的，在模擬和數(shù)字調(diào)制格式兩方面均得到應(yīng)用。IQ調(diào)制是一種調(diào)制具有兩個(gè)基帶輸入信號(hào)的通常但不總是正弦形式的載波的方法。這兩個(gè)信號(hào)時(shí)常被稱為I (同信道)分量和Q (正交相位)分量。
[0003]圖1是示例常規(guī)1-Q調(diào)制器5的框圖。其包含以載波頻率產(chǎn)生正弦信號(hào)的本地振蕩器(或“L0”)10，被指定為ω。。LO 10具有兩個(gè)輸出，其具有相等的量值且在相位上正好相差90度。來自LO 10的信號(hào)在混頻器12、14中乘以兩個(gè)獨(dú)立的基帶輸入，即I和Q輸入。將I和Q輸入與載波頻率ω。的這些乘積相加以產(chǎn)生頻率轉(zhuǎn)換的結(jié)果?；鶐л斎肟梢园魏稳我獠ㄐ危M管這些輸入的帶寬通常小于載波頻率。
[0004]在圖1中，基帶輸入被指定為X (同相)和y (正交)，同時(shí)兩個(gè)LO信號(hào)被指定為I和Q。當(dāng)使用載波頻率處的相量注釋進(jìn)行表示時(shí)，兩個(gè)LO信號(hào)簡單地為:
1- C1" -1,Q-f - j。
[0005]調(diào)制器5的輸出是這兩個(gè)正交LO信號(hào)I和Q乘以兩個(gè)基帶調(diào)制輸入(由{x，y}表示)后求和:
7 - xl yQ = X ? jy ο
[0006]以這種方式，1-Q調(diào)制器5將實(shí)值基帶輸入{x，y}進(jìn)行上轉(zhuǎn)換，如同一起取得那樣，它們一起成為復(fù)值輸入(X+jy)。
[0007]圖2是示出理想I矢量20和理想Q矢量22的相量圖。盡管理想調(diào)制器將生成I和Q信道，該I和Q信道具有跨期望頻率的完全相同的幅度增益，并將彼此異相正好90度，但是I和Q信號(hào)的真實(shí)世界實(shí)現(xiàn)不具有相同的量值，且在相位上不是正好相差90度。1-Q調(diào)制器的附加的非理想方面(諸如兩個(gè)混頻器之間的不同增益和相位)也可以被建模為I和Q LO信號(hào)之間的幅值和相位不平衡。這些不平衡可能影響從調(diào)制器生成的信號(hào)的質(zhì)量。
[0008]在不失一般性的情況下，I矢量可以被任意地定義成一，并且然后可以將Q矢量重新表述為:
Q = (I 1..Cctfs 氣
其中e和y分別表示量值和相位上的誤差。此誤差本身可以被表示在相量圖中。例如，在圖2中，該有誤差的Q矢量由矢量24描繪。這種誤差也被稱為“ IQ不平衡”，且通常隨操作參數(shù)(諸如本地振蕩器10的載波頻率和驅(qū)動(dòng)功率)上的改變而變化。
[0009]IQ調(diào)制器的設(shè)計(jì)和構(gòu)造方面的不完美導(dǎo)致在{X，y}輸入處存在明顯的DC偏移。這引起了正好在載波頻率處調(diào)制的信號(hào)的問題。通常期望去除載波頻率處的信號(hào)分量。為了在調(diào)制信號(hào)中實(shí)現(xiàn)此結(jié)果，在lx，y}輸入處呈現(xiàn)的模擬波形通常將被設(shè)計(jì)為具有零平均DC電平。不幸的是，調(diào)制器中的DC偏移在這些條件下導(dǎo)致載波頻率處的不期望的信號(hào)分量。
[0010]因此，重要的是，調(diào)整模擬輸入波形的平均DC電平以補(bǔ)償IQ調(diào)制器中的內(nèi)部偏移，從而從調(diào)制信號(hào)去除載波分量。當(dāng)具有特定量值和相位的分量必然在載波頻率處有意地生成時(shí)，出現(xiàn)類似的問題。
[0011 ] 不可能在不確定DC偏移的情況下從IQ調(diào)制器輸出去除載波分量，該DC偏移必須是首先被測量的。圖3中圖示了一種用于測量DC偏移的常規(guī)方法。在典型的方法中，調(diào)整X輸入的DC平均以最小化載波信號(hào)幅值。通常，因?yàn)樵谡{(diào)制器的y輸入處存在的未知DC偏移，這不會(huì)將載波幅值減少到零。因此，用于測量偏移的標(biāo)準(zhǔn)方式變?yōu)榈^程，其中首先調(diào)整X輸入的第一 DC平均，然后調(diào)整y輸入。然而，調(diào)整?輸入影響X偏移，因此然后，再次調(diào)整X輸入，后面是再次調(diào)整y輸入。每次迭代通常減少在后續(xù)迭代中進(jìn)行的調(diào)整的量，直到最終載波幅值被驅(qū)動(dòng)至可接受地低的水平。附加的復(fù)雜難題在于:載波功率相對(duì)于DC偏移的變化不是線性的， 以及當(dāng)前技術(shù)使用各種迭代搜索技術(shù)來定位使載波功率最小的偏移。圖3圖示了僅前四次迭代，但是在實(shí)踐中，最終的DC測量可能涉及許多迭代。
[0012]如從以上描述可以想象的，諸如上述迭代技術(shù)之類的用于測量DC偏移的常規(guī)測量技術(shù)經(jīng)受著諸如對(duì)于測量而言乏味且耗時(shí)之類的缺點(diǎn)。因此，常規(guī)DC偏移測試方法是不準(zhǔn)確的、耗時(shí)過長、或兩者都有。
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的這些以及其他限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的各方面包括一種確定IQ調(diào)制器中的DC偏移的方法，包括:選擇用于對(duì)IQ調(diào)制器的第一輸入的第一和第二電壓，所述第一輸入諸如是Q輸入。然后，針對(duì)施加到Q輸入的第一和第二電壓中的每一個(gè)，將一組輸入信號(hào)施加到IQ調(diào)制器的第二輸入，所述第二輸入諸如是I輸入，以及從IQ調(diào)制器的輸出生成相應(yīng)的一組測量參數(shù)。在一些實(shí)施例中，生成測量參數(shù)可以包括確定載波功率。接下來，該方法可以包括:從與IQ調(diào)制器的第一輸入的第一電壓有關(guān)的該組測量參數(shù)生成第一二階多項(xiàng)式函數(shù)，以及從與IQ調(diào)制器的第一輸入的第二電壓有關(guān)的該組測量參數(shù)生成第二二階多項(xiàng)式函數(shù)。在一些實(shí)施例中，所述二階多項(xiàng)式函數(shù)可以是拋物線。然后可以比較第一和第二函數(shù)的因數(shù)以確定第一和第二函數(shù)與彼此的關(guān)系，并且從所確定的函數(shù)關(guān)系確定DC偏移。
[0015]其他方面可以包括用于確定IQ調(diào)制器中的DC偏移的裝置。這種裝置可以包括:對(duì)IQ調(diào)制器的第一輸入，諸如Q輸入，在該第一輸入處可以接受第一和第二電壓；以及對(duì)IQ調(diào)制器的第二輸入，在該第二輸入處可以針對(duì)第一和第二電壓中的每一個(gè)施加一組輸入信號(hào)。第二輸入可以是I輸入，并可以包括例如三個(gè)或更多個(gè)信號(hào)。檢測器被構(gòu)造為針對(duì)該組輸入信號(hào)中的每一個(gè)從IQ調(diào)制器的輸出生成相應(yīng)的一組測量參數(shù)，以及函數(shù)生成器被構(gòu)造為從測量參數(shù)生成多項(xiàng)式函數(shù)，諸如拋物線。一旦生成了函數(shù)，比較器就可以被用來將所生成的多項(xiàng)式函數(shù)的因數(shù)(諸如功率電平)相互比較，以生成測量參數(shù)之間的關(guān)系。然后，偏移計(jì)算器可以從所確定的關(guān)系確定DC偏移。【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是示例常規(guī)1-Q調(diào)制器的框圖。
[0017]圖2是圖示了常規(guī)1-Q調(diào)制器的示例IQ不平衡的相量圖。
[0018]圖3圖示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的迭代偏移測量技術(shù)。
[0019]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的偏移測量技術(shù)。
[0020]圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的確定IQ調(diào)制器中的DC偏移的示例方法的流程圖。
[0021]圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于確定IQ調(diào)制器的DC偏移的裝置的部件的功能框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本公開總體上考慮了信號(hào)生成系統(tǒng)中IQ調(diào)制器的使用，而不是接收設(shè)備，盡管本發(fā)明的實(shí)施例也適用于接收器。由此，假設(shè)基帶信號(hào)是輸入信號(hào)，且不是如將作為具有接收設(shè)備的情況那樣的輸出信號(hào)。
[0023]本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于確定DC偏移的系統(tǒng)和方法，其是非迭代的，且可以與少至六個(gè)測量一同起作用。數(shù)學(xué)框架將輔助理解該算法。由于在對(duì)調(diào)制器的同相輸入處施加某DC電平而產(chǎn)生的I矢量可以被定義為:
【權(quán)利要求】
1.一種確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，所述方法包括: 選擇用于對(duì)IQ調(diào)制器的第一輸入的第一和第二電壓； 對(duì)于第一和第二電壓中的每一個(gè): 將一組輸入信號(hào)施加到所述IQ調(diào)制器的第二輸入，并從所述IQ調(diào)制器的輸出生成相應(yīng)的一組測量參數(shù)； 從與所述IQ調(diào)制器的第一輸入的第一電壓有關(guān)的該組測量參數(shù)生成第一二階多項(xiàng)式函數(shù)； 從與所述IQ調(diào)制器的第一輸入的第二電壓有關(guān)的該組測量參數(shù)生成第二二階多項(xiàng)式函數(shù)； 比較第一和第二函數(shù)的因數(shù)以確定第一和第二函數(shù)與彼此的關(guān)系；以及 從所確定的函數(shù)關(guān)系確定DC偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，進(jìn)一步包括: 確定第一和二階多項(xiàng)式函數(shù)的最小值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，進(jìn)一步包括: 從第一和二階多項(xiàng)式函數(shù)的最小值確定功率電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，其中所確定的關(guān)系是從第一和第二二階多項(xiàng)式函數(shù)的最小值確定的功率電平的比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，其中從所述IQ調(diào)制器的輸出生成相應(yīng)的一組測量參數(shù)包括:測量所述IQ調(diào)制器的載波功率，同時(shí)將電壓施加到所述第一輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，其中所述第一輸入是對(duì)所述IQ調(diào)制器的Q輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的確定IQ調(diào)制器中DC偏移的方法，其中生成第一二階多項(xiàng)式函數(shù)包括生成拋物線函數(shù)。
8.一種用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，所述裝置包括: 對(duì)IQ調(diào)制器的第一輸入，在所述第一輸入處能夠接受第一和第二電壓； 對(duì)IQ調(diào)制器的第二輸入，在所述第二輸入處能夠針對(duì)第一和第二電壓中的每一個(gè)施加一組輸入信號(hào)； 檢測器，其被構(gòu)造為針對(duì)該組輸入信號(hào)中的每一個(gè)從IQ調(diào)制器的輸出生成相應(yīng)的一組測量參數(shù)； 函數(shù)生成器，其被構(gòu)造為從測量參數(shù)生成多項(xiàng)式函數(shù)； 比較器，其被構(gòu)造為將所生成的多項(xiàng)式函數(shù)的因數(shù)相互比較，以生成測量參數(shù)之間的關(guān)系；以及 偏移計(jì)算器，其被構(gòu)造為從所確定的關(guān)系確定DC偏移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，進(jìn)一步包括: 最小值檢測器，其被構(gòu)造為檢測所生成的多項(xiàng)式函數(shù)的最小值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，進(jìn)一步包括: 功率檢測器，其被構(gòu)造為從所述多項(xiàng)式函數(shù)的最小值確定功率電平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，其中所述比較器被構(gòu)造為確定從所述多項(xiàng)式函數(shù)的最小值確定的功率電平的比值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，其中所述第一輸入是對(duì)所述IQ調(diào)制器的Q輸入。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，其中所述多項(xiàng)式函數(shù)是拋物線函數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，其中對(duì)于施加到所述第一輸入的第一和第二電壓中的每一個(gè)，施加到所述第二輸入的該組輸入電壓包括至少三個(gè)電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，其中所述裝置被體現(xiàn)在校準(zhǔn)電路中。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的用于確定IQ調(diào)制器中DC偏移的裝置，其中所述裝置被體現(xiàn)在測量儀器的自校準(zhǔn) 電路中。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK104022834SQ201410059681
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】Z.阿扎里 申請(qǐng)人:特克特朗尼克公司