[发明专利]零中频接收机的直流偏移校准方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统中的零中频接收机，尤其是涉及零中频接收机的直流偏移校准方法和装置。

背景技术

传统接收技术在射频信号和基带之间的转换分为多步进行，首先在射频和中频之间转换，然后在中频和基带之间转换。零中频接收技术，是指RF信号不需要变换到中频，而是一次直接变换到模拟基带I/Q信号，然后再解调的技术。与超外差技术比较，零中频接收技术具有不存在镜像干扰，只需要使用低通滤波器的优点。

然而零中频结构最根本的问题在于：信号一开始就被搬移到直流频段，这虽然是设计者所希望的，但是这导致严重的直流偏移问题。一个最广为人知的问题是本振信号的泄漏所引起的直流漂移。由于在电路中总是存在一些寄生的元件，信号与信号之间不可能做到完全隔离，总有一部分信号会发生泄漏。

在一个如图1所示的射频零中频接收机中，本振信号S_LO可以漏到混频器12的射频信号输入端IL，进而通过隔离度有限的低噪声放大器(LNA)10到达接收天线(图未示出)。在这条通路上，一部分泄漏的信号会被反射回来而与接收的有用信号混杂在一起，并重新回到混频器12的输入端，再经过频谱搬移，出现在直流频段。这种泄漏后的本振信号与本振信号自身相混频的现象被称为“自混频”。可以看到，由于零中频接收机的输入信号频率与本振信号频率相同，在混频器12的中频输出端OM除了所需要的零中频信号之外，还混杂了一个不需要的直流分量或直流漂移。为了使混频电路具有一定的增益，本振信号的幅度或功率通常都会选得比较大，即使经过了泄漏和反射路径上的大幅衰减，最后所造成的直流漂移仍然可以轻易地淹没有用信号。

为了解决零中频接收机的直流偏移问题，目前常见的一个解决办法是：在手机开机时，射频芯片内部会做一个消除直流偏移的校准过程。图1示出用以实现该过程的等效直流偏移校准单元20。一个实际的方案参照图2所示，先让接收机的增益设置在某一档上，打开接收链路，在信号下变频到模拟I/Q通道，再经过ADC 24变换到数字I/Q信号后，通过芯片22内的DSP(数字信号处理器)计算出直流偏移量，然后芯片22内部产生一个和该直流偏移量相反的一个直流量，经DAC 26变换后，加到接收模拟I/Q通道上去，从而让直流偏移量趋于零。

在接收机不同增益档位上重复这一操作，就可以把接收通路上的直流偏移量较好地消除掉。每一增益档位的直流偏移校准完成后，都会在芯片内部存入这一次校准结果，称之为“种子”，然后再进行下一个增益档位的校准。手机在正常通话时，就可以取出当前所用增益档位对应的种子，消除接收通道上存在的直流偏移，避免接收通道出现饱和而使通话受影响。

但是，该方法存在的一个较大的问题就是：如果在开机初始化校准过程中，手机天线口引入一个很强的干扰，就会导致直流偏移校准出来的种子不准确，甚至完全偏离了真实值。特别是在校准增益处于较大的档位时，接收机通道上的低噪声放大器10处在大增益状态。此时，外界干扰对种子的精度影响更大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种零中频接收机的直流偏移校准方法和装置，可以提高直流偏移校准的可靠性。

通过对使用被称为“种子”的直流偏移校准方案进一步考察得知，当干扰频点和用于直流偏移校准的频点一致或者很接近时，对种子的精度影响很大；当干扰频点和用于直流偏移校准的频点偏离一定频率时，对种子的影响可以忽略。相应地，如果校准时，校准频点或附近存在强干扰，那么校准得到的种子是偏离实际值很远的，即使进行二次校准，得到的种子还是会偏离很远，并且前后两次校准得到的种子也会互不相同，随机波动很大。而当校准时，如果校准频点或附近不存在干扰，前后两次校准得到的种子值是很一致的。

本发明利用上述的特性而提出一种直流偏移校准方法，其通过两次来判定种子的可靠性。具体地说，首先确定要进行直流偏移校准的频点，然后先进行第一次直流偏移校准，以输出一第一直流校准值，并获得该第一直流校准值作为第一种子。然后，进行第二次直流偏移校准，以输出一第二直流校准值，并获得该第二直流校准值作为第二种子。最后，比较该第一种子和第二种子，当该第一种子和第二种子一致时，本次校准结束；当该第一种子和第二种子不一致时，更换频点，重新进行校准。

在本发明的一实施例中，在确定要进行直流偏移校准的频点的步骤之前还可包括：选择要进行直流偏移校准的接收机增益档位。

在本发明的一实施例中，当判定该第一种子和第二种子一致时而本次校准结束后，更换接收机增益档位进行校准，直到所有接收机增益档位校准完毕。