兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微電子學(xué)與固體電子學(xué)的射頻集成電路設(shè)計領(lǐng)域，設(shè)及一種兩點調(diào)制 發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，鎖相環(huán)除了用作頻率綜合之外，還被廣泛的應(yīng)用于信號的處 理，其中一個典型的應(yīng)用是實現(xiàn)發(fā)射端的相位調(diào)制。由于鎖相環(huán)本身處理的便是信號的相 位信息，因此用它來實現(xiàn)相位調(diào)制是十分自然的。與傳統(tǒng)的正交調(diào)制方式相比，傳統(tǒng)的正 交調(diào)制方式在處理非恒包絡(luò)的信號時，只能采用低效能的線性功率放大器，而如果將正交 調(diào)制轉(zhuǎn)化為極坐標的形式，即采用所謂的極化發(fā)射機，先用鎖相環(huán)實現(xiàn)相位調(diào)制，同時通過 控制功率放大器的電源電壓穩(wěn)壓器來實現(xiàn)幅度調(diào)制，則可W采用高效率的非線性功率放大 器。
[0003] 一種典型的利用鎖相環(huán)來實現(xiàn)相位調(diào)制的方式即所謂的兩點調(diào)制，其基本原理是 從鎖相環(huán)中找到兩個到鎖相環(huán)的輸出端的傳輸函數(shù)分別為低通和高通的節(jié)點，通過合理地 配置兩條通路的增益，使得兩路信號完全匹配，疊加起來為一個寬帶的全通函數(shù)。對于一個 常見的分數(shù)型鎖相環(huán)，要實習(xí)兩點調(diào)制，通常選擇一路注入到DSM(差分積分調(diào)制器）的數(shù) 字輸入端，另外一路通過一個可調(diào)增益Khp的數(shù)模轉(zhuǎn)換器后注入到壓控振蕩器的輸入端。從 DSM輸入端到鎖相環(huán)輸出是低通傳輸特性，而從振蕩器輸入到鎖相環(huán)輸出是高通傳輸特性， 通過調(diào)節(jié)數(shù)字增益Khp使兩路信號相互匹配，就可W得到寬帶的全通信號。
[0004] 雖然理論上兩點調(diào)制可W達到寬帶的全通特性，然而實際電路的難點就在于兩條 通路的匹配。由于壓控振蕩器的增益Kve。是一個事先無法確知的量，受到電源電壓、溫度、 頻率等因素的影響，因而為了實現(xiàn)兩個通路的匹配，必須對Kvm進行校準，W確定可調(diào)數(shù)字 增益Khp。由于壓控振蕩器的輸出頻率較高，直接比較兩個本身頻率較高但頻率差很小的信 號來測量Kvm會花費較長的時間，數(shù)字電路的代價也較大，不適合對鎖定時間有嚴格限制的 應(yīng)用。在針對一些要求對模數(shù)轉(zhuǎn)換器增益實現(xiàn)快速校準的應(yīng)用中，需要合理地設(shè)計校準電 路，W保證兩個通路的匹配，達到所預(yù)期的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種兩點調(diào)制發(fā)射機 中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法，在采用兩點調(diào)制發(fā)射機結(jié)構(gòu)的收發(fā)機系統(tǒng)中，提 供一種可W用來快速校準鎖相環(huán)中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)增益的方法；在現(xiàn)今的高集成度的收發(fā) 機巧片中，通常來講包含不止一個本振，而本方法正是利用了收發(fā)機中接收機的本振來對 兩點調(diào)制發(fā)射機的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益進行校準。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法，其特征在于：包括如下 步驟：
[000引步驟1 ;將兩點調(diào)制的發(fā)射機的鎖相環(huán)從壓控振蕩器的輸入處斷開，從壓控振蕩 器輸入端加一個固定電壓，使得壓控振蕩器的輸出頻率為兩點調(diào)制的鎖相環(huán)的工作頻率；
[0009] 步驟2 ;從高通通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入最小的數(shù)字控制信號，將此時壓 控振蕩器的輸出W發(fā)射和接收本振頻率之比為分頻比分頻至接收機本振頻率附近，然后引 至接收機混頻器的輸入，通過接收機下變頻將壓控振蕩器輸出的高頻信號轉(zhuǎn)換至低頻，然 后由數(shù)字電路計算其頻率得到頻率一；
[0010] 步驟3 ;從高通通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入最大的數(shù)字控制信號，同樣將壓 控振蕩器的輸出經(jīng)分頻后由接收機接收，通過接收機下變頻將壓控振蕩器輸出的高頻信號 轉(zhuǎn)換至低頻，并由數(shù)字電路計算得出頻率二；
[ocm] 步驟4 ;由頻率一和頻率二即能夠確定為保證鎖相環(huán)分頻器分頻之后的頻率等于 參考頻率，分頻器的分頻比需要發(fā)生的變化，即相當于低通通道的增益，換言之，當分頻器 分頻比由最小變成最大時，對應(yīng)的壓控振蕩器的輸出頻率變化即可確定，再由對應(yīng)的高通 通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入由最小到最大的變化，即可確定高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益。
[0012] 步驟1所述從壓控振蕩器輸入端加一個固定電壓為電源電壓的二分之一。
[0013] 步驟2所述輸入最小的數(shù)字控制信號為全0。
[0014] 步驟3所述輸入端輸入最大的數(shù)字控制信號為全1。
[0015] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明充分利用了如今高集成度的收發(fā)機具有不止一個本振 的結(jié)構(gòu)特點，通過使用另外一個本振的接收通路將壓控振蕩器輸出的高頻頻率下變頻至低 頻，從而方便測量頻率。對比常見的直接測量壓控振蕩器輸出頻率的方法，本技術(shù)避免了直 接處理高頻信號帶來的電路復(fù)雜度，而通常來講直接測量壓控振蕩器的輸出頻率還需要先 通過分頻器分頻然后才能由數(shù)字電路進行處理，而該將進一步增大測量所需的時間，而本 技術(shù)則只需通過一個接收機通路W及較簡單的數(shù)字處理即可計算出頻率，所消耗的時間將 大大減少。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的兩點相位調(diào)制的功能框圖。
[0017] 圖2是發(fā)明的校準方法用到的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖3是發(fā)明的校準方法的具體實施流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0020] 圖1所示為本發(fā)明實施例的兩點調(diào)制中相位調(diào)制的功能框圖。在該實施例中，分 別在控制分頻器的DSM數(shù)字輸入端和壓控振蕩器的輸入端注入相位調(diào)制信號，其中前者是 低通通道，后者是高通通道。另外由于基帶調(diào)制信號通常為數(shù)字信號，因而對高通通道需要 一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生模擬電壓信號，然后注入到壓控振蕩器輸入端。另外，如果最終鎖相 環(huán)輸出為相位調(diào)制信號，那么在W上兩點注入的信號都應(yīng)該是頻率調(diào)制信號，因為壓控振 蕩器的輸入電壓直接控制的是頻率，同樣分頻器DSM輸入數(shù)字信號控制的也是頻率，因而 在基頻數(shù)字處理器中先要把相位調(diào)制信號通過微分轉(zhuǎn)換成頻率調(diào)制信號。
[0021] 圖2為本發(fā)明實施例中為實現(xiàn)兩點調(diào)制高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器增益校準所用到的 電路結(jié)構(gòu)框圖，圖3為所發(fā)明的校準方法的流程圖，下面結(jié)合附圖具體說明該校準方法的 流程：
[0022] 具體地，在步驟S1中，將兩點調(diào)制的發(fā)射機的鎖相環(huán)從壓控振蕩器的輸入處斷 開，并在壓控振蕩器的輸入端加上一個合適的固定電壓（通常為電源電壓的一半），W保證 壓控振蕩器的輸出信號頻率在正常工作頻率附近，假設(shè)初始狀況下高通通路的增益為Khp。。
[0023] 在步驟S2中，數(shù)字基帶向高通通路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入最小的數(shù)字信號（通常為 全0)，假設(shè)此時壓控振蕩器輸出信號頻率為fi。，通過合適的分頻比N。將該信號分頻至接收 機本振頻率f。附近，再由接收機將該高頻信號下變頻至低頻，得到的信號頻率為f11=f1。/ 噸-f。，經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣后由數(shù)字電路計算得到該信號頻率。
[0024]同樣地，在步驟S3中，數(shù)字基帶向高通通路的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入最大的數(shù)字信號 (通常為全1)，假設(shè)此時壓控振蕩器輸出信號頻率為fw通過合適的分頻比N。將該信號分 頻至接收機本振頻率f。附近，再由接收機將該高頻信號下變頻至低頻，得到的信號頻率為 f2i=f2c/Ncrf。，經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣后由數(shù)字電路計算得到該信號頻率。
[0025] 在步驟S4中，需要根據(jù)測得的頻率量來確定高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益， 假設(shè)數(shù)字基帶向DSM輸入最小數(shù)字信號時產(chǎn)生的分頻比為Ni，輸入最大數(shù)字信號時 產(chǎn)生的分頻比為N2,參考頻率為fref，此時輸出頻率應(yīng)該為fl=fref*Ni，f2=fref*N2， 設(shè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器匹配時的增益為Khp，若低通和高通通路匹配，應(yīng)當有如下關(guān)系式
【主權(quán)項】
1. 兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法，其特征在于：包括如下步 驟： 步驟1:將兩點調(diào)制的發(fā)射機的鎖相環(huán)從壓控振蕩器的輸入處斷開，從壓控振蕩器輸 入端加一個固定電壓，使得壓控振蕩器的輸出頻率為兩點調(diào)制的鎖相環(huán)的工作頻率； 步驟2 :從高通通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入最小的數(shù)字控制信號，將此時壓控振 蕩器的輸出以發(fā)射和接收本振頻率之比為分頻比分頻至接收機本振頻率附近，然后引至接 收機混頻器的輸入，通過接收機下變頻將壓控振蕩器輸出的高頻信號轉(zhuǎn)換至低頻，然后由 數(shù)字電路計算其頻率得到頻率一； 步驟3 :從高通通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入端輸入最大的數(shù)字控制信號，同樣將壓控振 蕩器的輸出經(jīng)分頻后由接收機接收，通過接收機下變頻將壓控振蕩器輸出的高頻信號轉(zhuǎn)換 至低頻，并由數(shù)字電路計算得出頻率二； 步驟4 :由頻率一和頻率二即能夠確定為保證鎖相環(huán)分頻器分頻之后的頻率等于參考 頻率，分頻器的分頻比需要發(fā)生的變化，即相當于低通通道的增益，換言之，當分頻器分頻 比由最小變成最大時，對應(yīng)的壓控振蕩器的輸出頻率變化即可確定，再由對應(yīng)的高通通路 數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入由最小到最大的變化，即能夠確定高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法，其 特征在于：步驟1所述從壓控振蕩器輸入端加一個固定電壓為電源電壓的二分之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法，其 特征在于：步驟2所述輸入最小的數(shù)字控制信號為全0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準方法，其 特征在于：步驟3所述輸入端輸入最大的數(shù)字控制信號為全1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于兩點調(diào)制發(fā)射機中高通通路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的增益校準的方法：首先將鎖相環(huán)從壓控振蕩器處斷開，固定其控制電壓，以發(fā)射端與接收端的本振頻率之比為分頻比將發(fā)射端壓控振蕩器的輸出分頻至接收端本振頻率附近，并引至接收通路的混頻器輸入端；然后分別向高通通道的數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入端輸入最小和最大的數(shù)字信號，由接收端將兩種情況下的高頻頻率下變頻至低頻，并由數(shù)字電路計算的到頻率一和頻率二；最后由測得的兩個頻率和其對應(yīng)的高通通路的數(shù)字輸入，即可求得高通通路的增益；本發(fā)明充分利用了高集成度的收發(fā)機，具有不止一個本振的結(jié)構(gòu)特點，通過使用接收通路將壓控振蕩器輸出的高頻頻率下變頻至低頻，從而方便測量頻率。
【IPC分類】H04B17-24, H04B17-13
【公開號】CN104767575
【申請?zhí)枴緾N201510194064
【發(fā)明人】翁兆洋, 姜漢鈞, 董晶晶, 楊超, 李宇根, 王志華
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月22日