[发明专利]一种幅度失配校准电路

说明书

本发明公开了一种幅度失配校准电路，包括：处于发射通路中的谐波抑制正交混频器，用于接收正交的基带I/Q信号，根据I/Q信号获得上变频的射频信号并输出给校准反馈通路；校准反馈通路，用于接收谐波抑制正交混频器输出的信号，经校准反馈通路中的基波自混频器和三次谐波混频器分别进行处理后，输出反馈信号至信号处理和检测电路；信号处理和检测电路，用于对反馈信号进行滤波和增益调整，根据调制后的信号计算获得所得信号的各频谱分量大小；校准控制单元，用于按预设算法控制整个校准系统，并根据信号的各频谱分量大小，生成控制信号以控制校准调整电路对谐波抑制正交混频器进行校准；校准调整电路，用于根据控制信号，对混频器电路及工作状态做出调整。

技术领域

本发明涉及电子技术，尤其涉及一种幅度失配校准电路。

背景技术

混频器是射频收发机中的一个重要模块，它的作用是对信号进行频谱搬移，把接收机的射频信号下变频到低频或者基带，或把发射机的低频信号上变频到高频段。为了提高混频器的转换增益，降低开关管切换时间进而降低噪声，混频器的本振信号通常采用高摆幅的方波，使开关管工作在硬切换(hard-switching)状态。这种满摆幅的本振输入信号，还可以避免几路工作于不同通路的混频器(例如I路和Q路)因本振信号幅度不同造成的输出幅度失配等问题。高摆幅方波的本振信号有着上述优点的同时，也带来了一个谐波混频的问题，那就是本振的高次谐波与附近频段的信号混频，使得输出信号里含有本不该出现的分量，如附图5 (a)所示。这个问题在接收机里会造成信号质量下降甚至被阻塞，在发射机里会导致输出信号的频谱含有高次谐波分量而无法符合协议标准的发射掩模模板(spectrum mask)。谐波混频的问题在宽带收发机里尤其严重，因为它不能采用窄带收发系统中的诸如电容电感谐振或声表面波(SAW)滤波等措施。为了解决这个问题，混频器引入了谐波抑制的结构。

谐波抑制混频器(Harmonic Rejection Mixer，HRM)使用多相位本振信号，通过进行不同幅度加权后叠加，使之近似成正弦，从而减小了高次谐波分量。为了保留高摆幅本振的优点，本振信号的幅度加权通常在输入信号通路端实现。尽管采用更多相的本振信号，可以抑制更多的高次谐波，但受限于电路实现的复杂度和各多相本振及混频器的匹配度，通常采用三相本振相位。如附图5(b)所示，采用三相本振的谐波抑制混频器，三个本振间相位依次相差 45°，而幅度比为1∶√2∶1，理论上这样得到的合成信号将只包含8N±1次谐波，而不包含三次、五次等谐波。

但实际应用中，由于三路混频器单元的本振和输入间存在着幅度和相位失配，三次和五次谐波并不能完全抵消。分析和仿真可以得出，要得到30～35dB的谐波抑制，需要保证1％的幅度失配和低于1°的相位失配。单靠版图上的处理，通常很难实现以上的匹配度，尤其是√2∶1的比例关系，因此采用谐波抑制混频的收发系统中，都会引入校准来达到较好的谐波抑制度。

对于当前广泛采用的正交调制通信系统来说，其直接上变频结构的发射机通常会采用正交混频器(见附图3)来实现边带抑制功能。因此，对于采用谐波抑制结构的正交混频器，不仅要做好三相混频单元间的幅度匹配，同时也要满足每个混频单元内I、Q两个通路间的匹配。只有这样才能保证整个混频器具有良好的谐波抑制和边带抑制性能。

正交混频器的I/Q幅度失配校准技术目前比较成熟。从基带产生一个单频的正交测试信号，经正交混频器上变频后，将输出的射频信号进行自混频，滤波和增益调整，最后检测得到的信号中是否含有测试信号的两倍频分量。这个分量的幅度越小，说明混频器的I/Q匹配度越好。校准的方法既可以在模拟通路上调整I/Q两路的增益，也可以在数字基带里对I/Q 信号进行预失真处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种幅度失配校准电路。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种幅度失配校准电路，所述电路包括：谐波抑制正交混频器、校准反馈通路、信号处理和检测电路、校准控制单元、校准调整电路；其中，