多個同步iq解調(diào)器的制造方法
【專利摘要】一種用于同步IQ解調(diào)器（12）的系統(tǒng)，其包括IQ解調(diào)器（12）、相位控制裝置（18）、基準信號（30）、鑒相器（20）和控制裝置（22）。相位控制裝置（18）各自與IQ解調(diào)器（12）中的一個關聯(lián)，用于向關聯(lián)的IQ解調(diào)器（12）輸出輸出信號（28），輸出信號的相位由關聯(lián)的相位控制裝置（18）控制。鑒相器（20）與輸出信號（28）通信，用于確定輸出信號（28）中的任一個的相位是否與基準信號（30）的基準相位異相?？刂蒲b置（22）與相位控制裝置（18）通信，控制裝置在內(nèi)部或在外部被編程為將控制信號發(fā)送至與基準信號（30）的基準相位異相的輸出信號（28）中的任一個關聯(lián)的相位控制裝置（18），使得關聯(lián)的相位控制裝置（18）將輸出信號的相位同步為與基準信號（30）的基準相位同相。
【專利說明】多個同步IQ解調(diào)器
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于同步多個IQ解調(diào)器的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]期望同步多個IQ解調(diào)器。過去的一種用于同步多個IQ解調(diào)器的方法是，將公共時鐘用于每個IQ解調(diào)器電路。然而，當IQ解調(diào)器工作在高于70MHz的頻率或者如果正在執(zhí)行IQ解調(diào)的電路間隔大于I英尺的距離時，用這種方法會出現(xiàn)不可接受的時鐘偏移(clockskew)。過去的另ー種用于同步多個IQ解調(diào)器的方法是，將多個時鐘用于IQ解調(diào)器電路，并且提供數(shù)據(jù)收集裝置以確定每個IQ解調(diào)器是否工作在相同的相位。如果對于每個IQ解調(diào)器，時鐘不是同相操作，則必須重啟時鐘，直到它們同相。這會是低效的且適時的。
[0003]需要一種系統(tǒng)和方法，其用于同步多個IQ解調(diào)器，同時避免一個或多個之前的系統(tǒng)或方法中遇到的ー個或多個問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個實施例中，公開了ー種用于同步IQ解調(diào)器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個IQ解調(diào)器、多個相位控制裝置、基準信號、鑒相器和控制裝置。多個相位控制裝置各自與多個IQ解調(diào)器中的一個關聯(lián)，用于向關聯(lián)的IQ解調(diào)器輸出輸出信號，該輸出信號的相位由關聯(lián)的相位控制裝置控制?；鶞市盘柊ɑ鶞氏辔?。鑒相器與輸出信號通信，用于確定輸出信號中的任一個的相位是否與基準信號的基準相位異相?？刂蒲b置與多個相位控制裝置通信，控制裝置在內(nèi)部或在外部被編程為將控制信號發(fā)送至與基準信號的基準相位異相的輸出信號中的任一個關聯(lián)的相位控制裝置，使得關聯(lián)的相位控制裝置將輸出信號的相位同步為與基準信號的基準相位同相。
[0005]在另ー個實施例中，公開了ー種同步IQ解調(diào)器的方法。在一個步驟中，信號從多個相位控制裝置被輸出至各自關聯(lián)的IQ解調(diào)器。在另ー個步驟中，利用鑒相器比較輸出信號的相位，以確定輸出信號中的任一個的相位是否與基準信號的基準相位異相。在另外的步驟中，將控制信號從控制裝置發(fā)送至與基準信號的基準相位異相的輸出信號中的任ー個關聯(lián)的相位控制裝置，使得關聯(lián)的相位控制裝置將輸出信號的相位同步為與基準信號的基準相位同相。
[0006]在附圖和正文中，在一方面，公開了ー種用于同步IQ解調(diào)器12的系統(tǒng)，其包括:多個IQ解調(diào)器12 ;多個相位控制裝置18，其各自與多個IQ解調(diào)器12中的一個關聯(lián)，用于向其關聯(lián)的IQ解調(diào)器12輸出輸出信號28，輸出信號的相位由關聯(lián)的相位控制裝置18控制；基準信號30，其包括基準相位；鑒相器20，其與輸出信號28通信，用于確定輸出信號28中的任一個的相位是否與基準信號30的基準相位異相；以及控制裝置22，其與多個相位控制裝置18通信，控制裝置在內(nèi)部或在外部被編程為將控制信號32發(fā)送至與基準信號30的基準相位異相的輸出信號28中的任一個關聯(lián)的相位控制裝置18，使得關聯(lián)的相位控制裝置18將輸出信號28的相位同步為與基準信號30的基準相位同相。[0007]在ー個變體中，該系統(tǒng)包括其中多個相位控制裝置18各自包括鎖相環(huán)，并且控制裝置22包括鎖相環(huán)控制。在另ー個變體中，該系統(tǒng)包括其中基準信號30包括輸出信號之一。在另ー個變體中，該系統(tǒng)進ー步包括系統(tǒng)時鐘，其與多個相位控制裝置18通信，用于向相位控制裝置18輸出系統(tǒng)信號。在另ー個變體中，該系統(tǒng)包括其中多個相位控制裝置18各自重新生成系統(tǒng)信號26并且將重新生成的系統(tǒng)信號28輸出至其關聯(lián)的IQ解調(diào)器12，其中所輸出的重新生成的系統(tǒng)信號28的相位由關聯(lián)的相位控制裝置18控制。
[0008]在一個示例中，系統(tǒng)包括其中系統(tǒng)時鐘相對于多個IQ解調(diào)器12被設置在不同的距離上。在另ー個示例中，系統(tǒng)包括其中每個IQ解調(diào)器包括其自己的通道。在另ー個示例中，系統(tǒng)包括控制裝置22包括處理器。在另ー個示例中，系統(tǒng)包括其中雷達系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)或醫(yī)療成像系統(tǒng)中的至少ー個。在一個實例中，系統(tǒng)包括雷達系統(tǒng)，雷達系統(tǒng)包括天線14和至少兩個通道16，其中每個通道16與IQ解調(diào)器12中的一個關聯(lián)，并且該系統(tǒng)均衡每個通道16，使它們具有相同的相位。
[0009]在ー個方面，公開了ー種用于同步IQ解調(diào)器12的方法，其包括:將來自多個相位控制裝置18的信號輸出至各自關聯(lián)的IQ解調(diào)器12 ;利用鑒相器20比較輸出信號28的相位，以確定輸出信號28中的任一個的相位是否與基準信號30的基準相位異相；以及將控制信號從控制裝置22發(fā)送至與基準信號30的基準相位異相的輸出信號28中的任一個關聯(lián)的相位控制裝置18，使得關聯(lián)的相位控制裝置18將輸出信號28的相位同步為與基準信號30的基準相位同相。
[0010]在ー個變體中，該方法包括其中多個相位控制裝置18各自包括鎖相環(huán)，并且控制裝置22包括鎖相環(huán)控制。在另ー個變體中，該方法進ー步包括將基準信號30選擇為包括輸出信號28之一。在另ー個變體中，該方法進ー步包括系統(tǒng)時鐘將系統(tǒng)信號輸出至多個相位控制裝置18。在另ー個變體中，該方法進ー步包括多個相位控制裝置18各自重新生成系統(tǒng)信號，并且將重新生成的系統(tǒng)信號28輸出至其關聯(lián)的IQ解調(diào)器12，其中所輸出的重新生成的系統(tǒng)信號28的相位由關聯(lián)的相位控制裝置18控制。
[0011]在一個不例中，該方法包括其中系統(tǒng)時鐘24相對于多個IQ解調(diào)器12被設置在不同的距離上。在另ー個示例中，方法包括其中每個IQ解調(diào)器12包括其自己的通道。在另一個示例中，方法包括其中控制裝置22包括處理器。在另ー個例子中，根據(jù)權利要求11所述的方法還包括同步雷達系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)或醫(yī)療成像系統(tǒng)中的至少ー個系統(tǒng)中的IQ解調(diào)器12。在另ー個示例中，方法進ー步包括同步雷達系統(tǒng)中的IQ解調(diào)器12，該雷達系統(tǒng)包括天線14和至少兩個通道16，其中每個通道16與IQ解調(diào)器12中的ー個關聯(lián)，并且進一歩包括均衡每個通道16，使它們具有相同的相位。
[0012]參考以下附圖、說明及權利要求將更好地理解本公開的這些特征、方面和優(yōu)點以及其它特征、方面和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1示出用于同步IQ解調(diào)器的系統(tǒng)的方框圖；
[0014]圖2示出用于同步IQ解調(diào)器的方法的流程圖；以及
[0015]圖3示出用于同步IQ解調(diào)器的方法的流程圖。【具體實施方式】
[0016]以下詳細說明是目前預期的實施本公開的最佳模式。說明不應被認為具有限制意義，而僅是為了解釋本公開的一般原理，因為本公開的范圍由所附的權利要求最佳限定。
[0017]圖1示出用于同步IQ (同相和正交相位)解調(diào)器12的系統(tǒng)10的方框圖。系統(tǒng)10包括雷達系統(tǒng)，雷達系統(tǒng)包括天線14和至少四個通道16，每個通道16與IQ解調(diào)器12中的ー個關聯(lián)。系統(tǒng)10同步每個IQ解調(diào)器12，使得與IQ解調(diào)器12關聯(lián)的每個通道16被置于相同的相位。在其它實施例中，系統(tǒng)10可以包括雷達系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)或需要同步的IQ解調(diào)器以及被置于相同相位的任何數(shù)量(例如兩個或更多)的通道的任何類型的系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括多個IQ解調(diào)器12、多個相位控制裝置18、鑒相器20、控制裝置22和系統(tǒng)時鐘24。在其它實施例中，系統(tǒng)10可以包括不同部件。系統(tǒng)10的部件可以包括間隔某一距離的多個模塊，或可以被實現(xiàn)在ASIC (專用集成電路)或FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)中。系統(tǒng)10可以是模擬的，數(shù)字的，或兩者的組合。
[0018]系統(tǒng)時鐘24將系統(tǒng)信號26輸出至多個相位控制裝置18。系統(tǒng)時鐘24相對于多個IQ解調(diào)器12被設置在不同的距離上。系統(tǒng)10的部件可以間隔大于I英尺的距離。在其它實施例中，系統(tǒng)10的部件可以間隔不同的距離。IQ解調(diào)器12可以工作在高于70MHz的頻率。在其它實施例中，IQ解調(diào)器12可以工作在不同的頻率。多個相位控制裝置18各自重新生成系統(tǒng)信號26，并且將輸出信號28 (包括重新生成的系統(tǒng)信號)輸出至關聯(lián)的IQ解調(diào)器12，其中輸出信號28的相位由關聯(lián)的相位控制裝置18控制。多個相位控制裝置18可以各自包括PLL (鎖相環(huán))。輸出信號28之ー被選擇作為包括基準相位的基準信號30。在其它實施例中，輸出信號28中的任一個可以被選擇作為基準信號30。鑒相器20與輸出信號28通信，以便確定輸出信號28中的任一個的相位是否與基準信號30的基準相位異相。
[0019]控制裝置22與多個相位控制裝置18通信，并且在內(nèi)部或在外部被編程為向輸出信號28中與基準信號30的基準相位異相的任一個輸出信號關聯(lián)的相位控制裝置18發(fā)送控制信號32，使得關聯(lián)的相位控制裝置18對該輸出信號28的相位進行同歩，使其與基準信號30的基準相位同相?？刂蒲b置22可以將正在輸出與基準信號30的基準相位異相的輸出信號28的每ー個相位控制裝置18復位，使得輸出信號28被復位為與基準信號30的基準相位同相。在另ー個實施例中，可以使用控制字來對輸出與基準信號30的基準相位異相的輸出信號28的任何控制裝置22輸出的輸出信號28的相位進行編程，使得輸出信號28變得與基準信號30的基準相位同相?？刂蒲b置22可以包括PLL (鎖相環(huán))控制，其包括處理器。在另ー個實施例中，系統(tǒng)10的任何部件可以包括處理器，或連接至處理器。以此方式，IQ解調(diào)器12可以被自動同步，使得所有的通道16都得到均衡并且彼此同相。利用輸出信號28，IQ解調(diào)器12可以各自產(chǎn)生正弦信號和余弦信號，這些信號被用于產(chǎn)生并且輸出信號34的同相實部以及信號36的正交相位虛部。每個IQ解調(diào)器12可以與信號處理器38通信，以便處理IQ解調(diào)器12的信號34和36。
[0020]圖2示出用于同步IQ解調(diào)器的方法的流程圖140。在步驟142中，IQ解調(diào)器通電。接著在步驟144中，輸出至IQ解調(diào)器之一的信號中的一個被選擇作為具有基準相位的基準信號。接著在步驟146中，將輸出至IQ解調(diào)器之一的信號中的一個的相位與基準信號的基準相位進行比較。接著在步驟148中，確定步驟146中輸出至這ー個IQ解調(diào)器的信號的相位是否與基準信號的基準相位相同。[0021]如果步驟148的確定結果為“否”，則方法前進至步驟150并且將步驟146的輸出至這ー個IQ解調(diào)器的信號的相位調(diào)整為與基準信號的基準相位同相。接著方法繼續(xù)返回至步驟146，并且將輸出至該IQ解調(diào)器的信號的調(diào)整后的相位與基準信號的基準相位進行比較，以確保其現(xiàn)在與基準信號的基準相位相同。接著在步驟148中，確定輸出至該IQ解調(diào)器的信號的調(diào)整后的相位是否與基準信號的基準相位相同。如果步驟148的確定結果再次為“否”，則方法前進至步驟150并且繼續(xù)再次循環(huán)。
[0022]如果步驟148的確定結果為“是”，則方法前進至步驟152，并且確定是否測試了所有IQ解調(diào)器以檢查它們是否全部與基準信號的基準相位同相。如果步驟152的確定結果為“否”，那么方法前進至步驟154，并且選擇另ー個IQ解調(diào)器。接著方法繼續(xù)返回至步驟146，并且將輸出至步驟154中選擇的IQ解調(diào)器的信號的相位與基準信號的基準相位進行比較。接著在步驟148中，確定輸出至步驟154中選擇的IQ解調(diào)器的信號的相位是否與基準信號的基準相位相同。如果步驟148的確定結果為“否”，則方法前進至步驟150，并且繼續(xù)再次循環(huán)。
[0023]如果步驟152的確定結果為“是”，則方法前進至步驟156并且結束方法，因為所有IQ解調(diào)器的信號現(xiàn)在都同相。
[0024]圖3示出用于同步IQ解調(diào)器的方法的流程圖260。方法可以用于同步雷達系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)、醫(yī)療成像系統(tǒng)或另一類型的系統(tǒng)中的IQ解調(diào)器。每個IQ解調(diào)器可以包括其自己的通道，該通道需要與其它IQ解調(diào)器的通道均衡，使得所有通道都同相。在步驟262中，系統(tǒng)時鐘將系統(tǒng)信號輸出至多個相位控制裝置。系統(tǒng)時鐘相對于IQ解調(diào)器可以被設置在不同的距離上。在步驟264中，多個相位控制裝置各自重新生成系統(tǒng)信號，并且將重新生成的系統(tǒng)信號(包括輸出信號)輸出至其關聯(lián)的IQ解調(diào)器，其中所輸出的重新生成的系統(tǒng)信號的相位由關聯(lián)的相位控制裝置控制。多個相位控制裝置可以各自包括鎖相環(huán)。在其它實施例中，多個相位控制裝置可以變化。在步驟266中，基準信號被選擇為包括輸出信號之一(重新生成的系統(tǒng)信號之一)。
[0025]在步驟268中，利用鑒相器比較輸出的信號的相位，以確定輸出信號中任ー個的相位是否與基準信號的基準相位異相。在步驟270中，將控制信號從控制裝置發(fā)送至與基準信號的基準相位異相的輸出信號中任一個關聯(lián)的相位控制裝置，使得關聯(lián)的相位控制裝置將輸出信號的相位同步為與基準信號的基準相位同相。控制裝置可以包括鎖相環(huán)控制或處理器。在其它實施例中，控制裝置可以變化。IQ解調(diào)器可以利用輸出信號產(chǎn)生正弦信號和余弦信號，這些信號用于產(chǎn)生并且輸出信號的同相實部和信號的正交相位虛部。在ー個實施例中，步驟270可以包括同步雷達系統(tǒng)中的IQ解調(diào)器，該雷達系統(tǒng)包括天線和至少四個通道，每個通道與IQ解調(diào)器之ー關聯(lián)，使得每個通道都被均衡從而具有相同的相位。在其它實施例中，步驟270可以同步不同系統(tǒng)中的IQ解調(diào)器，這些系統(tǒng)具有不同數(shù)量的通道，例如兩個或更多，這些通道被置于相同的相位。
[0026]本公開的ー個或多個實施例可以同步多個IQ解調(diào)器，同時避免一個或多個之前的系統(tǒng)或方法中遇到的ー個或多個問題。通過消除時鐘相位差(這是一些現(xiàn)有技術系統(tǒng)和方法中遇到的問題)，本公開允許對多個IQ解調(diào)器進行自動同歩。通過消除當多個IQ解調(diào)器位干與時鐘源不同的距離時發(fā)生的相位差，本公開對將單個時鐘用于多個IQ解調(diào)器的現(xiàn)有方法進行了改進。本公開也消除了如一些現(xiàn)有技術的方法所要求的，從多個IQ解調(diào)器收集數(shù)據(jù)以便確定相位差的需要。本公開還允許IQ解調(diào)器相對于時鐘源位于不同的距離上并且工作在不同的頻率，同時保持IQ解調(diào)器同相。
[0027]當然，應當理解，上述涉及本公開的示例性實施例，并且可以進行修改而不偏離權利要求所闡述的本公開的精神和范圍。
【權利要求】
1.ー種用于同步IQ解調(diào)器的系統(tǒng)，其包括: 多個IQ解調(diào)器(12)； 多個相位控制裝置(18)，每個相位控制裝置與所述多個IQ解調(diào)器(12)中的ー個IQ解調(diào)器關聯(lián)，用于向其關聯(lián)的IQ解調(diào)器(12)輸出輸出信號(28),所述輸出信號的相位由關聯(lián)的相位控制裝置(18)控制； 基準信號(30)，其包括基準相位； 鑒相器(20 ),其與所述輸出信號(28 )通信,用于確定所述輸出信號(28 )中的任ー個的相位是否與所述基準信號(30)的所述基準相位異相；以及 控制裝置(22)，其與所述多個相位控制裝置(18)通信，所述控制裝置在內(nèi)部或在外部被編程為向與所述基準信號(30)的所述基準相位異相的輸出信號(28)中的任一個關聯(lián)的相位控制裝置(18)發(fā)送控制信號(32)，使得所述關聯(lián)的相位控制裝置(18)將所述輸出信號(28)的相位同步為與所述基準信號(30)的所述基準相位同相；
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個相位控制裝置(18)各自包括鎖相環(huán)，并且所述控制裝置(22)包括鎖相環(huán)控制。
3.根據(jù)權利要求1或2中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述基準信號(30)包括所述輸出信號中的ー個。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的系統(tǒng)，進一歩包括系統(tǒng)時鐘，所述系統(tǒng)時鐘與所述多個相位控制裝置(18)通信，用于向所述相位控制裝置(18)輸出系統(tǒng)信號。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述多個相位控制裝置(18)各自重新生成所述系統(tǒng)信號(26)，并且向其 關聯(lián)的IQ解調(diào)器(12)輸出重新生成的系統(tǒng)信號(28)，其中所輸出的重新生成的系統(tǒng)信號(28)的相位由關聯(lián)的相位控制裝置(18)控制。
6.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)時鐘相對于所述多個IQ解調(diào)器(12)被設置在不同的距離上。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的系統(tǒng)，其中每個IQ解調(diào)器包括其自己的通道。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括雷達系統(tǒng)，所述雷達系統(tǒng)包括天線(14)和至少兩個通道(16)，其中每個通道(16)與所述IQ解調(diào)器(12)中的ー個關聯(lián)，并且所述系統(tǒng)均衡每個所述通道(16)，使它們具有相同的相位。
9.ー種用于同步IQ解調(diào)器(12)的方法，其包括: 將來自多個相位控制裝置(18)的信號輸出至各自關聯(lián)的IQ解調(diào)器(12); 利用鑒相器(20)比較所輸出的信號(28)的相位，以確定輸出信號(28)中的任ー個的相位是否與基準信號(30)的基準相位異相；以及 將來自控制裝置(22)的控制信號發(fā)送至與所述基準信號(30)的所述基準相位異相的所述輸出信號(28)中的任一個關聯(lián)的相位控制裝置(18)，使得所述關聯(lián)的相位控制裝置(18)將所述輸出信號的相位同步為與所述基準信號(30)的所述基準相位同相。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述多個相位控制裝置(18)各自包括鎖相環(huán)，并且所述控制裝置(22)包括鎖相環(huán)控制。
11.根據(jù)權利要求9或10中任一項所述的方法，進ー步包括將所述基準信號(30)選擇為包括所述輸出信號(28)中的ー個。
12.根據(jù)權利要求9-11中任一項所述的方法，進ー步包括系統(tǒng)時鐘將系統(tǒng)信號輸出至所述多個相位控制裝置(18)。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，進ー步包括所述多個相位控制裝置(18)各自重新生成所述系統(tǒng)信號，并且將重新生成的系統(tǒng)信號(28)輸出至其關聯(lián)的IQ解調(diào)器(12)，其中所輸出的重新生成的系統(tǒng)信號(28)的相位由關聯(lián)的相位控制裝置(18)控制。
14.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述系統(tǒng)時鐘(24)相對于所述IQ解調(diào)器(12)被設置在不同的距離上。
15.根據(jù)權利要求9-14中任一項所述的方法，進ー步包括同步雷達系統(tǒng)中的所述IQ解調(diào)器(12)，所述雷達系統(tǒng)包括天線(14)和至少兩個通道(16)，每個通道(16)與所述IQ解調(diào)器(12)中的一個關聯(lián)，并且進ー步包括均衡每個所述通道(16)，使它們具有相同的相位。.
【文檔編號】H04L7/00GK103427974SQ201310152397
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年4月27日 優(yōu)先權日:2012年5月23日
【發(fā)明者】D·C·多明格斯 申請人:波音公司