用于RF-PWM调制器的相位延迟的间接测量的方法与流程

本公开涉及相位延迟测量系统以及用于测量通信系统中的相位延迟的方法。

背景技术：

数字射频-脉宽调制(RF-PWM)调制器被用来执行从基带到射频(RF)的直接数字上变频。输出信号保持完全二进制。RF-PWM调制器的非理想的数字和模拟效应可以影响输出的质量导致错误的结果。因此，需要补偿非理想的数字和模拟效应。为了补偿这些效应，可能需要知道输出信号相对于采样定时的精确的相位延迟。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供用于测量RF-PWM调制器的相位延迟的方案。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种延迟测量系统，用于测量在射频-脉宽调制器中引入的射频-脉宽调制(RF-PWM)信号的相位延迟，其中所述RF-PWM信号包括采样频率以及至少一个载波周期，以及其中所述RF-PWM信号在所述至少一个载波周期中具有符号，所述延迟测量系统包括：第一相位调制器电路，被配置用于生成具有基于所述RF-PWM信号的第一周期和第二周期的第一二进制相移(BPS)信号，其中所述BPS信号的所述第一周期在其中具有所述符号并且所述BPS信号的所述第二周期具有所述符号的180度反相版本；第二相位调制器电路，被配置用于生成具有第一周期和第二周期的第二二进制相移(BPS)信号，其中所述BPS信号的所述第一周期在其中具有所述符号并且所述BPS信号的所述第二周期具有所述符号的180度反相版本；以及检测器电路，被配置用于基于所述第一BPS信号或所述第二BPS信号确定所述RF-PWM信号的所述相位延迟并且输出所述相位延迟。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种用于测量由射频-脉宽调制器引入的射频-脉宽调制(RF-PWM)信号的相位延迟的方法，其中所述RF-PWM信号包括采样频率以及至少一个载波周期，并且其中所述RF-PWM信号在所述至少一个载波周期中具有符号，所述方法包括：由第一相位调制器电路生成具有基于所述RF-PWM信号的第一周期和第二周期的第一二进制相移(BPS)信号，其中所述BPS信号的所述第一周期在其中具有所述符号并且所述BPS信号的所述第二周期具有所述符号的180度反相版本；由第二相位调制器电路生成具有基于所述RF-PWM信号的第一周期和第二周期的第二二进制相移(BPS)信号，其中所述BPS信号的所述第一周期在其中具有所述符号并且所述BPS信号的所述第二周期具有所述符号的180度反相版本；以及由检测器电路基于所述第一BPS信号或所述第二BPS信号确定所述RF-PWM信号的所述相位延迟并且输出所述相位延迟。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种估计器电路，用于估计RF-PWM调制器中的相位延迟，其中所述RF-PWM调制器生成BPS信号，以及其中所述BPS信号包括第一周期和第二周期，其中所述第一周期在其中具有符号以及所述第二周期具有所述符号的180度反相版本，所述估计器电路包括：检测器电路，被配置用于接收所述BPS信号并且确定所述BPS信号中的相位延迟；以及控制信号生成器，被配置用于生成相位偏移控制信号，其中所述相位偏移控制信号使所述RF-PWM调制器的相位偏移。

根据本公开实施例的方案，可以间接测量通信系统中的相位延迟。

附图说明

图1图示了RF-PWM调制器核心的实现。

图2图示了用于测量问题的定时图的示例。

图3图示了BPS信号的生成。

图4A图示了包括沿计数电路的延迟测量系统的实施例。

图4B图示了包括测量电路的延迟测量系统的实施例。

图5图示了延迟测量系统中的度量测量的示例。

图6图示了用于校正由RF-PWM调制器引入的相位延迟的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图描述本公开，其中贯穿整个附图使用相同附图标记来指代相同元素，以及其中图示的结构和设备不必要按比例绘制。如本文所使用的，术语“部件”、“系统”、“接口”、“解码器”等旨在指代计算机相关实体、硬件、软件(例如，执行中)或固件。例如。部件可以是处理器、处理器上运行的进程、对象、可执行文件、程序、存储设备、电子电路或具有处理设备的计算机。作为示例，服务器上运行的应用以及服务器也可以是部件。一个或者多个部件可以驻留在一个进程内，以及部件可以被集中在一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。

进一步，这些部件可以从不同的在其上存储了不同的数据结构(诸如，模块)的计算机可读存储介质执行。部件可以诸如依照具有一个或多个数据包(例如，来自一个部件在本地系统中、分布式系统中与另一部件交互和/或跨诸如因特网、局域网、广域网或类似网络的网络而经由信号与其它系统进行交互的数据)的信号经由本地的和/或远程的进程而通信。

作为另一示例，部件可以是具有由机械部分提供的由电路或电子电路操作的特定功能的装置，其中电路或电子电路可以由通过一个或多个处理器执行的软件应用或固件应用来操作。该一个或多个处理器可以在该装置的内部或外部，并且可以执行该软件应用或固件应用的至少一部分。作为又一示例，部件可以是不具有机械部分而经过电子部件提供特定功能的装置；电子部件可以在其中包括一个或多个处理器来执行至少部分地授予电子部件的功能的软件和/或固件。

直接RF-PWM调制器用于从基带到RF的直接数字上变频。在RF-PWM调制中，振幅调制由通过RF-PWM调制器确定的脉冲长度编码并且相位由脉冲位置编码，以得到RF-PWM信号。然而，为了RF-PWM调制的适当操作，RF-PWM调制器的非理想数字和模拟效应必须被补偿。

图1图示了RF-PWM调制器核心100的实现。本地振荡器(LO)信号101馈送至分发单元102(a)和102(b)。触发器103(a)和103(b)被分别提供有两个相位(基带数字输入)104(a)和104(b)。触发器103(a)和103(b)分别连接至相位调制器1(PM1)105(a)和相位调制器2(PM2)105(b)。PM1 105(a)包括一连串单元延迟部件106(a)-106(e)以及相位复用器1 107(a)。PM2 105(b)包括一连串单元延迟部件106(f)-106(j)以及相位复用器2 107(b)。PM1 107(a)的输出信号(sig)1 108(a)以及PM2 107(b)的输出信号2 108(b)使用AND门109进行逻辑与操作来获得RF-PWM信号110，RF-PWM信号110是RF-PWM调制器核心的输出。

LO信号101经过分发网络102(a)馈送至两个相位调制器105(a)和105(b)，该分发网络102(a)具有特定延迟。分发网络102(b)为触发器103(a)和103(b)提供时钟信号，触发器103(a)和103(b)生成相位复用器1 107(a)和相位复用器2 107(b)的控制信号并且因此生成针对输出信号sig1 108(a)和sig2 108(b)分别从相位复用器107(a)和107(b)输出的定时。

通过对两个相位调制器105(a)和105(b)的输出进行移位并对这两个移位的信号进行逻辑与操作，生成期望的RF-PWM信号110。RF-PWM调制器核心100将数字基带信号直接转换成RF信号，在该实施例中RF信号是单个比特输出信号。两个相位调制器105(a)和105(b)分别的输出信号sig1 108(a)和sig2 108(b)可以在芯片外获得用于校准目的。

LO分发单元102(a)和102(b)增加未知的延迟。进一步，触发器103(a)和103(b)通常在时钟信号的上升沿和它们的输出之间具有附加的未知延迟。这些因素导致相位调制器的第一抽头和相位复用器的控制信号之间的未知“相位延迟”。进一步，相位复用器107(a)和107(b)是通过将触发器103(a)和103(b)的输出分别与LO信号101的抽头的集合组合来选择相位调制器105(a)和105(b)的输出信号108(a)和108(b)的，该相位复用器107(a)和107(b)可能针对它的数据输入和选择输入不具有相等的传播延迟。

为了校正RF-PWM调制器中的纯粹的数字效应和其它非线性效应，诸如交叉点估计(CPE)，其中上升沿和下降沿相对于其在一个采样(载波)周期内的位置被校正，需要知道输出信号108(a)和108(b)相对于采样定时(至触发器的时钟输入)的准确的“相位延迟”。然而，由于没有接入点来分接需要的度量，不可能使用直接测量技术计算系统中的“相位延迟”。相位调制器的内部采样时钟和输出是内部节点，并且使用附加电路对“相位延迟”的精确测量将需要对内部节点的严格(延迟)匹配接入。这导致额外的设计努力以及功率消耗。

本公开描述了确定系统中的“相位延迟”的间接方法。为了图示的目的，假设触发器和相位复用器的零延迟操作。然而，以下理解的用于确定“相位延迟”的技术还补偿在实际的电路行为中存在的非理想场景。

图2图示了针对测量问题的定时图的示例。触发器的采样时钟信号由图2的元素200示出。元素200描绘来自图1中的分发单元102(b)的触发器的采样定时。元素210和元素220示出相位调制器105(a)或105(b)中的一个的示例性输出和感兴趣的延迟值。元素0、元素1、元素2和元素3表示相对于时钟信号200的载波周期。

元素200示出时钟信号的理想情况，其中每一个脉冲属于唯一的一个载波周期。脉冲201落在载波周期0-1中，脉冲202落在载波周期1-2中，以及脉冲203落在载波周期2-3中。元素210和元素220分别示出两个相位调制器105(a)或105(b)中的一个的第一抽头106(a)或106(f)的信号，假设在分发电路102(a)和102(b)中分别存在延迟。在由元素210表示的波形中，脉冲211落在两个载波周期0-1和1-2中。类似地，脉冲212落在两个载波周期1-2和2-3中。信号210的“相位延迟”由元素214表示。类似地，在由元素220表示的波形中，脉冲222落在两个载波周期0-1和1-2中，以及脉冲223落在两个载波周期2-3中。当与元素210情况下的相位延迟214相比时，元素220情况下的相位延迟225更高。

只有存在对部件的端子的接入，才能够计算由RF-PWM核心的不同部件引入的该“相位延迟”的直接测量。然而，不可能分接感兴趣的部件的端子。公开了计算“相位延迟”的间接方法。

公开一种延迟测量系统。该延迟测量系统测量在射频-脉宽调制器中引入的射频-脉宽调制(RF-PWM)信号的相位延迟。RF-PWM信号包括至少一个载波周期，并且RF-PWM信号在至少一个载波周期中具有符号。

图3图示了BPS信号的生成。参考标号300示出当由RF-PWM调制器生成的RF-PWM信号中有“相位延迟”时生成的BPS信号。元素300是由RF-PWM调制器依据图2的元素210生成的BPS信号，其中相位延迟是214。延迟测量系统生成用于RF-PWM调制器的输入信号以提供BPS信号300。信号210的第一载波周期0-1中的符号211是BPS信号300的第一载波周期中的符号301。BPS信号300的第二载波周期1-2中的符号302是符号301的180度相移(例如，反相)版本。信号300中的周期0-2被称为BPS周期303。BPS信号300的BPS周期303包括两个采样301和302。

相似地，元素310是依据图2的元素200生成的BPS信号，其中在相位调制器的选择的(相移)输出与LO信号之间没有相位延迟。RF-PWM调制器基于信号200生成BPS信号310。信号200的第一载波周期0-1中的符号201是BPS信号310的第一载波周期中的符号311。BPS信号310的第二载波周期1-2中的符号312是符号311的180度相移(反相)版本。信号310中的周期0-2被称为BPS周期313。BPS信号310的BPS周期313包括两个采样311和312。

当有“相位延迟”时生成的BPS信号在BPS周期内具有多于两个信号转换。例如依据图2的元素210生成的具有相位延迟214的BPS信号300在BPS周期303中具有由元素304-309表示的六个信号转换。换言之，当“相位延迟”大于0时生成的BPS信号在一个BPS周期中具有多于两个沿(上升沿和下降沿)。与此相反，当在调制器输出和采样定时之间没有“相位延迟”时生成的BPS信号仅具有两个信号转换或两个沿。例如，依据图2的元素200生成的没有相位延迟的BPS信号310在BPS周期313中仅具有由元素314和315表示的两个信号转换。进一步的实施例理解对相位延迟的估计。

图4A图示了延迟测量系统的实施例。延迟测量系统400包括RF-PWM调制器401、两个相位调制器402-403以及检测器电路420。检测器电路420还包括沿计数电路407、测定器408以及控制信号生成器409。相位调制器402和403被配置用于分别生成第一BPS信号404和第二BPS信号405。BPS信号404和405二者都具有基于RF-PWM信号的第一周期和第二周期。BPS信号的第一周期在其中具有符号并且BPS信号的第二周期具有上述信号的180度反相版本。来自相位调制器402-403的BPS信号404-405被进行逻辑与操作407以得到新的BPS信号406。BPS信号的生成在以下阐明。

沿计数电路407被配置用于接收BPS信号404-406中的任意一个并且对在由第一周期和第二周期定义的时间帧中的相应BPS信号的沿进行计数。沿计数电路407生成对BPS信号的上升沿或者下降沿或者上升沿和下降沿二者的计数。测定器408检查由沿计数电路407生成的计数是否等于二。如果由沿计数电路407生成的计数不等于二，则测定器408发送请求至控制信号生成器409。控制信号生成器409被配置用于生成相位偏移控制信号428。相位偏移控制信号428使第一相位调制器402和第二相位调制器403的相位偏移。相位调制器402-403现在分别生成经相移的新的BPS信号404和405，其中由来自控制信号生成器409的相位偏移控制信号428定义相移。新生成的BPS信号404-406被馈送至沿计数电路407。只要由沿计数电路生成的计数不等于二，该过程就持续。如果由沿计数电路生成的计数等于二，则相位偏移控制信号409被配置用于提供反馈信息至测定器电路408。测定器电路408基于接收的反馈信息确定相位延迟。

在一些实施例中，测定器电路408检查由沿计数电路生成的计数是否是一，因为沿计数电路407被配置用于生成仅上升沿或仅下降沿的沿计数。为了简明，本描述的余下部分理解用于生成对BPS信号的上升沿和下降沿二者的沿计数的沿计数电路。

图4B图示了延迟测量系统的实施例。延迟测量系统410包括RF-PWM调制器411、两个相位调制器412-413以及检测器电路421。检测器电路还包括测量电路417、测定器418以及控制信号生成器419。相位调制器412和413被配置用于分别生成第一BPS信号414和第二BPS信号415。BPS信号414和415二者都具有基于RF-PWM信号的第一周期和第二周期。BPS信号的第一周期在其中具有符号并且BPS信号的第二周期具有上述符号的180度反相版本。来自相位调制器412-413的BPS信号414-415被进行逻辑与操作437以得到新的BPS信号416。BPS信号的生成在上文参照图3理解。

测量电路417被配置用于接收BPS信号414-416中的任意一个并且测量在由第一周期和第二周期定义的时间帧中的BPS信号的度量。测量电路417可以是示波器、频谱分析仪、信号分析仪、网络分析仪、万用表、电压表或延迟测量系统的内部分析电路。测定器电路418检查由测量电路417测量的度量是否达到预先确定的度量值。如果由测量电路417测量的度量没有达到预先确定的度量值，则测定器电路418发送请求至控制信号生成器419。控制信号生成器419被配置用于生成相位偏移控制信号438。相位偏移控制信号438使第一相位调制器412和第二相位调制器413的相位偏移。相位调制器412-413现在分别生成经相移的新的BPS信号414和415，其中由来自控制信号生成器419的相位偏移控制信号438定义相移。新生成的BPS信号414和415被馈送至测量电路417。只要由测量电路417测量的度量不等于预先确定的度量值，该过程就持续。如果由测量电路417测量的度量等于预先确定的度量值，则移相器被配置用于提供反馈信息至测定器电路418。测定器电路418基于接收的反馈信息确定相位延迟。

通过控制信号生成器409或419的相移的分辨率可以基于要求变化。控制信号生成器409或419还可以具有初始相移设置，其中BPS信号的相位被移位预先确定的参考相位。在这种情况下，相对于预先确定的参考相位完成由延迟测量系统测量对相位延迟的测量。进一步，系统中的相位延迟的测量可以通过使用来自两个相位调制器108(a)或108(b)的输出信号或来自RF-PWM调制器110的输出信号中的任一个来完成。进一步，由于BPS信号的第一符号和第二符号每180度互换，如果BPS信号移位180度，则沿计数保持不变。

在一个实施例中，测量电路测量在半载波(LO)频率处的BPS信号的振幅。控制信号生成器使用期望的分辨率扫描相位。相移的高分辨率给出精确的相位延迟检测。然而，如果分辨率不高，则通过插值或任意其它已知近似技术对相位延迟的检测进行近似。测定器电路确定BPS信号功率为最大值时的相位并且计算在系统中存在的相位延迟。

图5图示了由RF-PWM调制器的测量电路进行的相位延迟检测的示例，RF-PWM调制器引入45度的相位延迟。依据图5，测量电路被配置用于测量在半载波频率处的BPS信号的振幅。BPS信号的相位通过移相器变化并且每一相位处的振幅被测量。依据图5中的示例，振幅响应具有指示相位延迟的清晰的最大值。第一最大值501是在近似是45度的0.78弧度的相位设定处。第二最大值502是在近似是225度的3.926弧度的相位设定处。如之前理解的，由于BPS信号的第一符号和第二符号是每180度互换的，所以需要对180度内测量的度量的正确选择。依据图5，对于具有全部45度相位延迟的RF-PWM调制器，在半载波频率下BPS信号的振幅响应的最大值也出现在45度处，因此呈现对相位延迟的良好检测。

由图4B的延迟测量系统测量的相位延迟的准确度可以通过将理论的振幅响应拟合至测量的振幅响应来提高。

A0表示脉冲的振幅，Фinit表示BPS信号的相位，并且Фdelay表示感兴趣的延迟值。通过针对所有测量的BPS信号Фinit的相位来拟合振幅参数A0以及相位延迟Фdelay，可以提高延迟测量的精确性。

公开了用于测量由RF-PWM调制器生成的RF-PWM信号的相位延迟的方法。来自RF-PWM调制器的RF-PWM信号包括至少一个载波周期并且在上述至少一个载波周期中具有符号。图6图示了由RF-PWM调制器电路生成的相位延迟的测量的流程图。动作601图示了生成二进制相移(BPS)信号，二进制相移(BPS)信号具有基于RF-PWM信号的第一周期和第二周期；BPS信号的第一周期在其中具有符号并且BPS信号的第二周期具有上述符号的180度反相版本。动作602在由第一周期和第二周期定义的时间帧中生成经相移的BPS信号的沿的计数或者测量经相移的BPS信号的度量，或者生成经相移的BPS信号的沿的计数并测量经相移的BPS信号的度量二者。动作603检查生成的计数或测量的度量是否分别等于预先确定的计数值或预先确定的度量值。如果它们不相等，则经相移的BPS信号进一步由动作605相移来生成新的经相移的BPS信号。动作601-604持续直到生成的计数或测量的度量分别达到预先确定的计数值或预先确定的度量值。系统的相位延迟继而在动作605被测量并且输出。

尽管已经关于一个或多个实施方式图示并且描述了本公开，但在不脱离所附权利要求的精神和范围的情况下，可以对所图示的示例进行改变和/或修改。

此外，尤其关于由上述部件或结构(组件、设备、电路、系统等)执行的不同的功能，除非另外指明，否则用来描述这样的部件的术语(包括对“装置”的提及)旨在对应执行所述部件的指定功能(例如，功能上等同)的任意部件或结构，即使结构上不等同于所公开的执行这里图示的本发明的示例实施方式的功能的结构。此外，尽管可能关于若干实施方式中的仅一个实施方式公开了本发明的特定特征，但可以如任意给定的或特定的应用所期望和有利的那样将这样的特征与其它实施方式的一个或多个其它特征相结合。此外，就在本说明书和权利要求书中使用术语“包含”、“含有”、“具有”、“存在”、“有”或它们的变体而言，这样的术语旨在以类似于术语“包括”的方式是包括性的。