用于精细RF收发器直流偏移校准的算法制造技术

本发明专利技术公开了用于精细RF收发器直流偏移校准的算法。本发明专利技术涉及用于补偿包括多个级的信号路径中的直流偏移的方法，其中对于每个级，通过借助于补偿模数转换器将精细直流补偿信号引入到所述级的信号路径中来执行精细直流补偿，其中所述精细直流补偿信号通过下述来确定：将所述级的总增益设置为等于在前级的第一总增益和所述级的第一增益的乘积的值；将所述级的总增益设置为等于在前级的第二总增益和所述级的第二增益的乘积的值；以及确定第一线性关系和第二线性关系的交叉点，其中所述交叉点的直流补偿信号是所述精细直流补偿信号。

【技术实现步骤摘要】
用于精细RF收发器直流偏移校准的方法
本专利技术涉及用于补偿RF收发器中的直流(DC)偏移的方法和设备。本专利技术具体地涉及用于执行精细直流偏移补偿的方法。
技术介绍
对于许多不同RF应用来说，集成的直接转换RF收发器架构在最近十年中变得流行。它们需要最小集合的构建块，参见图1。每个RX或TX信号路径需要仅仅一个具有关联的本地振荡器的混频器，这也简化了合成器。不再需要IF滤波器。但是这种架构也具有缺点。直流偏移通过各个收发器/接收器部件(例如放大器、混频器、滤波器等等)引入。它可以使信号失真，并且直接限制可用动态范围。强的偏移能够使信号路径饱和，并且还破坏数字信号处理。通过添加与出现的直流偏移相反的直流电压来补偿该直流偏移变得常见。在过去已经开发出几种不同解决方案。一种典型方法是提供附加硬件块，正如在US6,756,924B2或US7,271,649B2或Tanaka,T.Yamawaki,K.Takikawa,N.Hayashi,I.Ohno,T.Wakuta,S.Takahashi,M.Kasahara,andB.Henshaw,“GSM/DCS1800DualBandDirect-ConversionTransceiverICWithaDCOffsetCalibrationSystem,”in01ESSCIRCSession3.3,2001中所公开的。这些块典型地专用于各个构建块。直流偏移被测量和补偿。该方法需要附加元件，不仅用于补偿(例如DAC)，而且用于测量直流偏移和用于确定补偿所需的值。这些块在永久地运行。它们增加系统复杂性并且消耗附加功率和空间。其他方法确定直流偏移和所得到的永久地在数字域中的直流补偿值，正如在MarkoMailandandHans-JoachimJentschel,“CompensationofDC-OffsetsandRF-Self-MixingProductsinSix-Port-BasedAnalogDirectReceivers,”in14thISTMobile&WirelessCommunicationSummit,Dresden,June2005；或RussellHoppenstein,“DCOffsetAuto-CalibrationofTRF371x,”TexasInstruments,2010；或I.-H.Sohn,E.-R.Jeong,andY.H.Lee,“Data-AidedApproachtoI/QMismatchandDCOffsetCompensationinCommunicationReceivers,”IEEECOMMUNICATIONSLETTERS,vol.6,no.12,December2002中所公开的。补偿值由DAC在模拟部分中引入。但是该构思准备仅仅一个补偿值集合。如果系统增益是固定的，则这工作良好。但是具有可变增益的系统也可变地产生直流偏移。因此，每个新增益配置需要测量新直流偏移值并且设置新补偿值。这增加了要被完成以改变增益的步骤，因为附加校准步骤也必须对于每个新增益设置而被执行。设置增益变得更加复杂和耗时。图1示出现有技术的直接转换接收器，其包括在射频(RF)输入11和基带(BB)输出之间的多个部件，例如低噪声放大器12、混频器13、滤波器14、VGA15、ADC16、数字直流偏移补偿17。直接转换RF收发器(例如用于WLAN)的确使用多于一个点以通过附加DAC18、19输入直流补偿电压。这些直流补偿电压(校准参数)典型地例如由信号处理器根据不同测量和数字域中的计算来确定。向各个收发器/接收器部件添加捷径(shortcut)和旁路开关以测量在每个单独级处分别出现的直流偏移是常见的。因此，在测量直流偏移时一些部件在调试/测试条件(旁路或捷径模式)下而不是在实际操作条件下操作。这引入附加误差(例如由于不同偏置或温度条件)，并且增加系统复杂性。总体上意图找到覆盖完整增益控制范围的校准参数集合。但是这在当前实施中不是常见的，因为所确定的校准参数的精度不够。因此，完整增益控制范围被分成几个不同子范围。每个不同子范围具有校准参数集合中的自己的集合。将增益从一个子范围改变到另一子范围也需要改变校准参数，这仍然是复杂且耗时的。图1中给出的具有直流偏移源和补偿DAC(数模转换器)的收发器(Rx路径)可以被简化(参见图2)为在RF输入21和BB输出210之间的可变增益级(对应于混频器13的23、对应于滤波器14的24、对应于VGA15的25)的集合，其中直流偏移211、212、213和补偿DAC28和29被连接到每个单独级的输入。图3中给出该简化模型的数学表示，其包括在RF输入31和BB输出35之间的多个增益级321,…,32k,…,32n、直流偏移330,331,…,33k,…33n、以及补偿DAC320,321,…,32k,…,32n。补偿DAC被连接到信号路径(图1)。每个DAC添加与在该点处的直流偏移相反的直流电压，使得总直流变得接近于零。该剩余的电压(非零直流电压)变得被后面的增益级放大。因为该增益是可变的，所以在所述信号路径的输出处所得到的直流偏移直接地取决于下面的总增益和直流偏移残余(residual)：mean(BBout(Atot，k))＝Atok，k*(DCoff，k+DCcomp，k)。针对增益级k(k>0)的总增益由下式给出：因此，良好校准算法应当找到满足下述关系的值DCcomp,k：0≈DCoff，k+DCcomp，k。因此，校准例程的基本部分是根据不同测得的平均(BBout)值来准确地确定DCoff,k，使得：DCcomp，k＝-DCoff，k。在整个本文档中，将使用下面的符号：
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供具有改进的效率的、用于补偿射频收发器架构中的直流偏移的方法。本专利技术的目的具体地是提供用于具有可变增益的RF收发器的改进的直流偏移校准方法，所述RF收发器向多个点提供用于直流偏移补偿的补偿DAC(数模转换器)。该目的通过根据独立权利要求的方法来实现。从属权利要求涉及本专利技术的另外的方面。本专利技术涉及用于补偿包括多个级的信号路径中的直流偏移的方法，每个级k具有单独的增益Ak和总增益Atot,k，所述总增益Atot,k是所有在前级的增益和所述级的增益的乘积：Atot,k＝Ak*Atot,k-1。对于每个级，通过借助于电耦合到所述级的补偿模数转换器将原始直流补偿信号DCcomp,k引入到所述级的信号路径中来执行精细直流校准。该过程是基于找到交叉点，所述交叉点是找到的表示最佳补偿值的交叉点。为了获得一个直流补偿信号，需要至少两条线(例如四个点)。一条线表示用于在补偿DAC后面的级的专用增益的不同补偿DAC值的集合。对于至少两个增益配置的测量值是强制的。更多增益是可能的。对于一个增益配置的更多测量点可以帮助增加精度并且消除补偿DAC的非线性。精细直流补偿信号通过下述来确定：将所述级的总增益设置为等于在前级的第一总增益和所述级的第一增益的乘积的值，对于所述级，设置至少两个不同直流补偿信号，并且对于所述两个不同直流补偿信号中的每个，测量在所述信号路径的输出处的直流残余信号，以便确定直流补偿信号和在所述信本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于补偿包括多个级的信号路径中的直流偏移的方法，其中对于每个级，通过借助于补偿数模转换器将精细直流补偿信号引入到所述级的信号路径中来执行精细直流补偿，其中所述精细直流补偿信号通过下述来确定：将所述级的总增益设置为等于在前级的第一总增益和所述级的第一增益的乘积的值，对于所述级，设置至少两个不同直流补偿信号，以及对于所述两个不同直流补偿信号中的每个，测量在所述信号路径的输出处的直流残余信号，以便确定直流补偿信号和在所述信号路径的输出处的直流偏移残余之间的第一线性关系，将所述级的总增益设置为等于在前级的第二总增益和所述级的第二增益的乘积的值，设置至少两个不同直流补偿信号，以及对于所述两个不同直流补偿信号中的每个，测量在所述信号路径的输出处的直流残余信号，以便确定直流补偿值和增益之间的第二线性关系，以及确定所述第一线性关系和所述第二线性关系的交叉点，其中所述交叉点的直流补偿信号是所述精细直流补偿信号。

【技术特征摘要】
2012.03.08 EP 12158582.2;2012.03.08 EP 12158600.21.用于补偿包括多个级的信号路径中的直流偏移的方法，其中对于每个级，通过借助于补偿数模转换器将精细直流补偿信号引入到所述级的信号路径中来执行精细直流补偿，其中所述精细直流补偿信号通过下述来确定：将所述级的总增益设置为等于在前级的第一总增益和所述级的第一增益的乘积的值，对于所述级，设置至少两个不同直流补偿信号，以及对于所述两个不同直流补偿信号中的每个，测量在所述信号路径的输出处的直流残余信号，以便确定直流补偿信号和在所述信号路径的输出处的直流偏移残余之间的第一线性关系，将所述级的总增益设置为等于在前级的第二总增益和所述级的第二增益的乘积的值，设置至少两个不同直流补偿信号，以及对于所述两个不同直流补偿信号中的每个，测量在所述信号路径的输出处的直流残余信号，以便确定直流补偿信号和在所述信号路径的输出处的直流偏移残余之间的第二线性关系，以及确定所述第一线性关系和所述第二线性关系的交叉点，其中所述交叉点的直流补偿信号是所述精细直流补偿信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精细直流补偿是逐级执行的，从最接近所述信号路径的输入的级开始。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述精细直流补偿是逐级执行的，从最接近所述信号路径的输出的级开始。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在前级的第一总增益是在前级的平均总增益。5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在前级的第二总增益是在...

【专利技术属性】
技术研发人员：P米勒，G尼切，
申请(专利权)人：英特尔移动通信有限责任公司，
类型：发明
国别省市：