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，針對對IQ調(diào)制器的輸入之一選擇兩個不同的DC測試電壓。然后，將第一測試電壓施加到對IQ調(diào)制器的一個輸入，同時通過測量來自施加到對IQ調(diào)制器的另一輸入的一組信號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)造二階多項式函數(shù)并將該二階多項式函數(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用。IQ調(diào)制是一種調(diào)制具有兩個基帶輸入信號的通常但不總是正弦形式的載波的方法。這兩個信號時常被稱為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)生正弦信號的本地振蕩器(或“L0”)10，被指定為ω。。LO 10具有兩個輸出，其具有相等的量值且在相位上正好相差90度。來自LO 10的信號在混頻器12、14中乘以兩個獨立的基帶輸入，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。基帶輸入可以包含任何任意波形，盡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)，同時兩個LO信號被指定為I和Q。當使用載波頻率處的相量注釋進行表示時，兩個LO信號簡單地為:
1- C1" -1,Q-f - j。
[0005]調(diào)制器5的輸出是這兩個正交LO信號I和Q乘以兩個基帶調(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將實值基帶輸入{x，y}進行上轉(zhuǎn)換，如同一起取得那樣，它們一起成為復值輸入(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信號的真實世界實現(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)動功率)上的改變而變化。
[0009]IQ調(diào)制器的設計和構(gòu)造方面的不完美導致在{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)制的信號的問題。通常期望去除載波頻率處的信號分量。為了在調(diào)制信號中實現(xiàn)此結(jié)果，在lx，y}輸入處呈現(xiàn)的模擬波形通常將被設計為具有零平均DC電平。不幸的是，調(diào)制器中的DC偏移在這些條件下導致載波頻率處的不期望的信號分量。
[0010]因此，重要的是，調(diào)整模擬輸入波形的平均DC電平以補償IQ調(diào)制器中的內(nèi)部偏移，從而從調(diào)制信號去除載波分量。當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，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幅值。通常，因為在調(diào)制器的y輸入處存在的未知DC偏移，這不會將載波幅值減少到零。因此，用于測量偏移的標準方式變?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)迭代中進行的調(diào)整的量，直到最終載波幅值被驅(qū)動至可接受地低的水平。附加的復雜難題在于:載波功率相對于DC偏移的變化不是線性的， 以及當前技術(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)受著諸如對于測量而言乏味且耗時之類的缺點。因此，常規(guī)DC偏移測試方法是不準確的、耗時過長、或兩者都有。
[0013]本發(fā)明的實施例解決了現(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，針對施加到Q輸入的第一和第二電壓中的每一個，將一組輸入信號施加到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的一組測量參數(shù)。在一些實施例中，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)生成第二二階多項式函數(shù)。在一些實施例中，所述二階多項式函數(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IQ調(diào)制器的第二輸入，在該第二輸入處可以針對第一和第二電壓中的每一個施加一組輸入信號。第二輸入可以是I輸入，并可以包括例如三個或更多個信號。檢測器被構(gòu)造為針對該組輸入信號中的每一個從IQ調(diào)制器的輸出生成相應的一組測量參數(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，偏移計算器可以從所確定的關(guān)系確定DC偏移?！緦＠綀D】

【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。
【具體實施方式】
[0022]本公開總體上考慮了信號生成系統(tǒng)中IQ調(diào)制器的使用，而不是接收設備，盡管本發(fā)明的實施例也適用于接收器。由此，假設基帶信號是輸入信號，且不是如將作為具有接收設備的情況那樣的輸出信號。
[0023]本發(fā)明的實施例涉及用于確定DC偏移的系統(tǒng)和方法，其是非迭代的，且可以與少至六個測量一同起作用。數(shù)學框架將輔助理解該算法。由于在對調(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IQ調(diào)制器的第一輸入的第一和第二電壓； 對于第一和第二電壓中的每一個: 將一組輸入信號施加到所述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，進一步包括: 確定第一和二階多項式函數(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，進一步包括: 從第一和二階多項式函數(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IQ調(diào)制器的第二輸入，在所述第二輸入處能夠針對第一和第二電壓中的每一個施加一組輸入信號； 檢測器，其被構(gòu)造為針對該組輸入信號中的每一個從IQ調(diào)制器的輸出生成相應的一組測量參數(shù)； 函數(shù)生成器，其被構(gòu)造為從測量參數(shù)生成多項式函數(shù)； 比較器，其被構(gòu)造為將所生成的多項式函數(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，進一步包括: 最小值檢測器，其被構(gòu)造為檢測所生成的多項式函數(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，進一步包括: 功率檢測器，其被構(gòu)造為從所述多項式函數(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，其中對于施加到所述第一輸入的第一和第二電壓中的每一個，施加到所述第二輸入的該組輸入電壓包括至少三個電壓。
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 電路中。
【文檔編號】H04B17/00GK104022834SQ201410059681
【公開日】2014年9月3日 申請日期: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 申請人:特克特朗尼克公司