一种带加法权重校准的相位量化模数转换器电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微电路结构，尤其涉及一种既能实现相位量化，又能通过加法权重校准消除由幅度偏差弓I入量化误差的模数转换器电路。
【背景技术】
[0002]电子对抗技术在现代战争中扮演的角色越来越重要，已成为决定战场控制权的关键因素。同时，随着雷达技术的高速发展，其工作频段已不再是单一波段，而是包括了整个微波波段，工作体制也是由脉冲多普勒(PD)体制和脉内压缩等相参体制雷达逐步取代了简单的脉冲体制。因此，对雷达对抗技术有了更新更高的要求，在发展新型雷达电子对抗技术的过程中，数字射频存储器(DRFM)技术相伴而生，采用高速采样和数字存储作为其技术基础，具有对射频和微波信号的存储及再现能力，对相参雷达具有很好的干扰欺骗效果，成为各国研究的热点技术，应用前景十分的广泛。
[0003]数字射频存储器的电路架构如图1所示，相位量化模数转换器电路是其重要组成部分，用于实现输入信号的采样和量化，其采样的速度和精度决定了数字射频存储器电路的性能。区别于传统的幅度量化模数转换器，相位量化模数转换器关注采样信号的相位信息，具有对输入信号的信噪比要求低、输入信号动态范围大以及工作频率宽等特点。其基本结构如图2所示。
[0004]现有的相位量化模数转换器电路工作过程如下:射频信号经正交下变频后输出I，Q两路信号，之后经加法器电路后得到等相位间隔多路差分信号，将多路差分信号送入相应比较器电路，比较结果经由数字编码电路实现数据格式的转换，最后串并转换电路将完成串并转换的信号发送出去。
[0005]但是，随着量化精度和速度的不断提高，现有的相位量化模数转换器电路的弊端也日益明显。在实现相位加权的过程中，加法器电路的非线性和不同相位间幅度权重的差异，会导致加法器的输出相位信息发生偏差，从而恶化比较器电路的输出结果，最终大幅降低相位量化模数转换器电路的量化精度，增加了电路的误码率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是旨在提出一种带加法权重校准的相位量化模数转换器电路，解决现有相位量化模数转换器电路中加法权重失衡问题。本发明能够消除加法器电路的非线性和不同相位间幅度权重的差异，确保加法器电路输出结果的均衡，满足相位量化模数转换器电路在高精度和高工作频率条件下的性能要求。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为:一种带加法权重校准的相位量化模数转换器电路，包括加法器模块1、加法权重校准模块2、比较器模块3、数字编码模块4、串并转换模块5和低电压差分信号发送模块6，加法器模块I接收I路信号和Q路信号，将I路信号和Q路信号进行相位相加后得到多路差分信号，将多路差分信号分别输出到比较器模块3和加法权重校准模块2 ;加法权重校准模块2将多路差分信号分别进行幅度检测和相位检测后得到电流调整信号并将其输出至加法器模块I;加法器模块I在电流调整信号的控制下多次调整I路信号和Q路信号相位相加的结果后得到等幅度等相位间隔多路差分信号并输出至比较器模块3 ;比较器模块3将输入信号进行相位比较后将比较结果输出至数字编码模块4 ;数字编码模块4转换比较结果的数据格式后输出至串并转换模块5 ;串并转换模块5将转换数据格式的比较结果进行并行处理得到多路并行数字信号后经低压差分信号发送模块6将信号发送出去。
[0008]其中，加法权重校准模块2包括误差电压检测电路7和静态电流调整电路8，其中，误差电压检测电路7用于检测加法器模块I输出信号的幅度和相位，将检测结果形成误差控制信号送入静态电流调整电路8 ;静态电流调整电路8根据误差控制信号输出电流调整信号，该电流调整信号用于调整加法器模块I的工作电流。
[0009]本发明相比技术背景的优点为:
[0010]本发明所研制的相位量化模数转换器(ADC)经加法权重校准的改进投入应用后，较之前的现有模数转换器，消除了加法器电路的非线性和不同相位间幅度权重的差异引入的相位误差，改善了相位量化模数转换器电路的输出特性，大幅提升了在高精度和高工作频率条件下电路的工作性能。
【附图说明】
[0011]图1现有的数字射频存储器芯片的结构示意图；
[0012]图2现有的相位量化模数转换器电路结构示意图；
[0013]图3本发明的带加法权重校准的相位量化模数转换器电路结构示意图；
[0014]图4本发明的加法权重校准模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案和应用优越性更加清楚明白，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0016]结合图2所示的现有的相位量化模数转换器电路，IQ输入信号通过加法器模块I后，会产生多路携带不同相位信息的幅度信号，其决定了比较器模块3的输出结果。当相位量化精度上升时，需要更多的加法器模块I来提取输入信号的相位信息，而不同的相位信息之间对应的幅度信息是存在差异的，这种差异如果不进行校准就直接送入比较器模块I中，必然会降低比较器模块3输出信号的占空比。同时当电路的工作速度上升时，加法器模块I的非线性特征趋于明显，输出结果会产生一定程度的失真，丢失原有信号上所携带的相位信息，恶化整体电路的输出结果。
[0017]如图3和图4所示，是本发明创新改良的相位量化模数转换器电路结构示意图及其加法权重校准电路的优选实施示意图。本发明的相位量化模数转换器电路包括:加法器模块1、加法权重校准模块2、比较器模块3、数字编码模块4、串并转换模块5和低电压差分信号发送模块6，其中加法权重校准模块2由误差电压检测电路7和静态电流调整电路8组成的。其基本工作原理与现有相位量化模数转换器电路相同，前文已经详细阐述，这里就不在赘述。而作为本文的创新特征，在加法器模块I和比较器模块3之间增加了由误差电压检测电路7和静态电流调整电路8组成的加法权重校准模块2，通过检测加法器模块I输出的不同相位间的幅度信息来消除由于加法器模块I的非线性和不同相位间幅度权重的差异，降低量化输出的误码率，提升电路在高精度和高工作频率下的工作性能。
[0018]本文的设计中将加法器多路输出信号引入误差电压检测电路7中，该电路同时对多路输入信号的幅度信息进行监测，如果多路输入信号的幅度信息出现了差异和失真，误差电压检测电路7会产生一个调整信号送入静态电流调整电路8，该电路可以将这个调整信号进行识别和转化，进而由静态电流调整电路8对加法器模块I的工作电流进行调整，消除加法器模块I的非线性和不同相位间幅度权重差异引入的幅度误差对后级电路带来的影响。
[0019]该校准电路对相位量化模数转换电路的量化精度和工作速度的大幅提升均由较大帮助，而且该校准电路结构简单，不需要其它电路进行外部偏置，同时，该电路不会对基本量化电路引入量化偏差，切实保证相位量化模数转换电路的输出特性。
[0020]以上结合附图的实施例描述，旨在便于理解本发明的创新实质，但并非以此来限制本发明多样性的实施方式及要求的权利要求保护范围。但凡理解本发明，并根据上述实施例进行的等效结构变化或构件替换，能够实现相同目的和效果的设计，均应视为对本专利申请保护内容的侵犯。
【主权项】
1.一种带加法权重校准的相位量化模数转换器电路，包括加法器模块(I)、比较器模块(3)、数字编码模块(4)、串并转换模块(5)，其特征在于:还包括加法权重校准模块(2)和低电压差分信号发送模块￠)，加法器模块(I)接收I路信号和Q路信号，将I路信号和Q路信号进行相位相加后得到多路差分信号，将多路差分信号分别输出到比较器模块(3)和加法权重校准模块(2);加法权重校准模块(2)将多路差分信号分别进行幅度检测和相位检测后得到电流调整信号并将其输出至加法器模块(I);加法器模块(I)在电流调整信号的控制下多次调整I路信号和Q路信号相位相加的结果后得到等幅度等相位间隔多路差分信号并输出至比较器模块⑶；比较器模块⑶将输入信号进行相位比较后将比较结果输出至数字编码模块(4);数字编码模块(4)转换比较结果的数据格式后输出至串并转换模块(5);串并转换模块(5)将转换数据格式的比较结果进行并行处理得到多路并行数字信号后经低压差分信号发送模块(6)将信号发送出去。2.根据权利要求1所述的一种带加法权重校准的相位量化模数转换器电路，其特征在于:所述的加法权重校准模块⑵包括误差电压检测电路(7)和静态电流调整电路⑶，其中，误差电压检测电路(7)用于检测加法器模块(I)输出信号的幅度和相位，将检测结果形成误差控制信号送入静态电流调整电路⑶；静态电流调整电路⑶根据误差控制信号输出电流调整信号，该电流调整信号用于调整加法器模块(I)的工作电流。
【专利摘要】本发明公开了一种带加法权重校准的相位量化模数转换器电路，涉及一种微电路结构，尤其涉及一种实现相位量化的模数转换器电路。针对传统电路在相位加权中加法器模块的非线性和不同相位间幅度权重的差异等问题，本发明提出了一种新的电路架构：在传统电路基础上加入了加法权重校准模块，该模块包括误差电压检测子模块和静态电流调整子模块。通过加法权重校准模块，检测加法器输出电压，控制加法器模块的工作状态，实现加法权重校准。本发明能够消除加法器模块的非线性和不同相位间幅度权重的差异引入的相位误差，提高电路性能，节约研发的时间及成本，具有良好的应用前景。
【IPC分类】H03M1/12, H03M1/10
【公开号】CN105071808
【申请号】CN201510481118
【发明人】邹振杰, 李斌, 刘林海, 田素雷, 陈明辉, 廖春连, 杜克明
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月7日