两点调制器及其延迟失配校准电路及相位顺序校准模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种校准电路，尤其设及一种基于两点调制器的延迟失配校准电路。
【背景技术】
[0002] 随着手机系统的快速发展和复杂度的加深，越来越多的人开始利用手机在线欣赏 音乐和视频、下载并运行需要后台连网的大型应用程序，人们对高速、可靠的移动网络的需 求与日俱增。
[0003] 虽然3G(3rd-Generation，第S代移动通信技术)数据网络最近已在无线通信领域 中取得了重大突破，但仍不能满足终端用户群对信息流的巨大需求。如果说3G将手机互联 网从构想变成了现实，那么4G4th-Generation，第四代移动通信技术)就将使手机网络变得 更加快速。在不久的将来，LTE(Long Term Evolution,长期演化）及与其配套的WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波互联接入）将成为取代 现存3G网络，成为占据手机互联网市场的新技术。多种标准的共存也导致了发射机前端设 计的一些障碍，像在模式带宽、动态范围、功耗控制的准确度、变量的均峰值比（Peak-to-average Ratio,PAR)等方面，都需要一个在整个功耗范围上高度线性的调制器。极坐标调 制是一个在增加功率放大器平均效率方面很有前途的发射机结构，同时也保证了调制的线 性化。图1展示了一个极坐标发射机的模块化框图。开环的极坐标发射器通过控制功率放大 器的偏置电流或电源电压，直接对功率放大器的信号振幅进行调制。通过特别的PA设计W 及在幅度相位调制支路上采用预失真处理，对AM-AM(Amplitude Modulation-Amplitude Modulation,幅度调制-幅度调制）和AM-PM(Ampli 1:ude Modulation-Phase Modulation,幅 度调制-相位调制）的非线性进行了必要的补偿，从而使非线性功率放大器能够达到很高的 功率放大效率。
[0004] 然而，极坐标发射器需要采用相位调制，其带宽需求比信道带宽高出一个量级。对 于相位开关的方法，高效的宽带相位调制器是基于直接调频(Frequen巧Modulation ,FM) 的化L(化ase Locked Loop,锁相环)和两点信号注入电路实现的。然而满足噪声/带宽需求 的4G无线标准需要很好的频率分辨率、严格的VCCKVoltage Controlled OsciIlator)线性 度和化L两点注入信号之间的精确同步。图2是一个A X分频合成器，常用于实现相位合成。 图2所示结构的A X调制器处注入调制信号，即为单点调制器，其调制带宽及数据传输率受 限于化L自身的带宽。对基于化L的调制器，其数据传输率取决于化L自身的带宽。又由于化L 的带宽受限于稳定性和噪声等问题，要在LTE标准下实现高数据率的调制模式成为现代发 射机ICQntegrated Circuit，集成电路)设计中一项巨大挑战。
[0005] 更宽的调制带宽可W通过宽带技术来实现，例如相位噪声消除技术、多相位分数 型锁相环或具备理想环路滤波器的I型分数锁相环。在带宽受限的分数锁相环中，可W通过 数字预补偿滤波器或两点调制获得宽带相位调制。两点调制，即调制信号增加一条高频支 路，利用额外的前馈支路来扩展化L调制器的带宽;而另一种方法则对发射机数据进行预补 偿处理。两种实现方式都需要对模拟化L的动态特性有准确的了解，包括其对工艺、电压和 溫度（Process, Voltage, Temperature,PVT)变化的敏感度的分析。上述的宽带技术也可 W应用于全数字锁相环(All Digital Phase Locked Loop,ADP化）eAD化L对于PVT变化的 敏感度较低，并且可W进行数字校准。特别是两点调制，其应用于AD化L能够实现精确的频 率合成和宽带相位调制。拥有宽带宽的WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址）相位调制技术也已见诸文献；然而，在更宽调制标准（例如WLAN (Wireless Local Area化twork，无线局域网）,WiMAX和LTE)下，还未能实现可用的相位调 制器。最近，开环相位选择技术一一即在一组频率相位差固定的周期信号中动态地选择信 号，例如正交信号或环形振荡器的输出信号一一能够用于更宽带宽的相位调制的实现。然 而相位选择分辨率的限制导致相位量化噪声(陆ase如antization Noise，PQN)过大，W致 很多无线通讯标准都无法接受。因此，从现有文献可W得知，受限的化L带宽和量化噪声的 影响最终限制了相位调制技术的最大数据传输率。
[0006] 如图3所示为两点调制器100的结构图，其基本结构为一个锁相环。调制信号分成 两路注入锁相环中，使其成为一个相位/频率调制器。如图所示，调制信号经过微分之后，产 生两条调制通路:高通支路20和低通支路10。高通支路20实现高通调制。低通支路10实现低 通调制。两个调制支路如果完美匹配，则锁相环保持锁定。
[0007] 在高通支路20和低通支路10上，调制信号的注入时刻需要精细调节，延时的不匹 配将会导致调制信号质量的恶化，该问题在高数据率调制中尤其明显。
[0008] 针对两点调制器中存在的问题，目前较为完整的校准结构是2012年发表于JSSC (Journal of Solid-S化te Circuits,固态电路杂志）的一种基于最小二乘法的结构，如图 4所示延迟失配校准电路，如图4虚线框图内结构，利用最小二乘法的算法，计算出当前延迟 所带来的相位差，然后反方向调节DTC给定的延迟，从而实现延时的校准。最小二乘法算法 在电路实现上非常复杂，DTC受PVT影响比较明显，校准过程也比较长。
【发明内容】
[0009] 有鉴于此，有必要提供一种结构简单的延迟失配校准电路，W解决上述问题。
[0010] 本发明提供了一种延迟失配校准电路，用于对一两点调制器的低通支路和高通支 路进行延迟匹配，该两点调制器包括一振荡器。该延迟失配校准电路包括:分频器，用于对 振荡器输出的差分信号进行分频，并获得多路时钟信号;相位顺序校准模块，用于对所述分 频器获得的多路时钟信号进行相位校准，并获得多路具有正确相位顺序的时钟信号；W及 并行相位旋转器，包括两个多路选择器，用于对所述多路具有正确相位顺序的时钟信号进 行选择，并获得两路具有恒定相位差的时钟信号。该两路具有恒定相位差的时钟信号分别 控制触发所述两点调制器的低通支路和高通支路，使该低通支路和高通支路达到延迟匹 配。
[0011] 本发明还提供了一种相位顺序校准模块，应用于一延迟失配校准电路中。该延迟 失配校准电路用于对一两点调制器的低通支路和高通支路进行延迟匹配，该两点调制器具 有一振荡器，所述延迟失配校准电路包括一分频器，用于对所述振荡器输出的差分信号进 行分频，并获得多路时钟信号。所述相位顺序校准模块包括:多个D触发器，用于检测所述分 频器获得的多路时钟信号的相位顺序关系；W及多级多路选择器，用于对经过检测的多路 时钟信号进行校准。
[0012] 本发明还提供了一种两点调制器，包括低通支路，高通支路，W及振荡器。所述低 通支路具有延迟失配校准电路，该延迟失配校准电路包括:分频器，用于对振荡器输出的差 分信号进行分频，并获得多路时钟信号;相位顺序校准模块，用于对所述分频器获得的多路 时钟信号进行相位校准，并获得多路具有正确相位顺序的时钟信号；W及并行相位旋转器， 包括两个多路选择器，用于对所述多路具有正确相位顺序的时钟信号进行选择，并获得两 路具有恒定相位差的时钟信号。该两路具有恒定相位差的时钟信号分别控制触发所述两点 调制器的低通支路和高通支路，使该低通支路和高通支路达到延迟匹配。
[0013] 本发明之基于两点调制器的延迟失配校准电路，通过相位顺序校准模块和并行相 位旋转器对高通支路和低通支路的触发时钟信号进行延迟匹配，不但简化了校准电路的结 构，而且提高了延迟分辨率W及输出调制信号的质量。
【附图说明】
[0014] 图1为现有技术中极坐标发射器的模块化框图。
[0015] 图2为现有技术中分数型频率合成器的模块化框图。
[0016] 图3为现有技术中两点调制器的结构图。
[0017] 图4为现有技术中基于级联A 5：调制器和最小二乘法的校准结构的模块化框图。
[0018] 图5为本发明一实施方式中两点调制器结构的模块化框图。
[0019] 图6为图5中延迟失配校准电路的模块化框图。
[0020] 图7为图6中八分频器的模块化框图。
[0021 ]图8为图7中八分频器输出的PGl部分和PG2部分信号的相位顺序。
[0022] 图9为图7中八分频器输出的Gl部分和G2部分信号的相位顺序。
[0023] 图10为图6中相位顺序校准模块的模块化框图。
[0024] 图11为具有图6中延迟失配校准电路的两点调制器结构框图。
[0025] 图12为不同延时下调制信号的EVM曲线图。
[00%]主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
[00%]请参阅图5,本发明提供了一种两点调制器200。该两点调制器200包括低通支路 10、高通支路20及振荡器30,所述振荡器30可W为压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator，VC0)或数控振荡器(Digital Controlled Oscillator，DC0)。该低通支路 10包 括延迟失配校准电路11，相位频率鉴别器（Phase-Frequen巧Detector，PFDMO，电荷累 (化arge Pump，CP巧0，环路滤波器化OOP Fi 1 ter，LPF)60，调制信号MOD中低频部分的传输 路径为延迟失配校准电路11-相位频率鉴别器40-电荷累50-环路滤波器60-振荡器30。
[0029] 请参阅图6,延迟失配校准电路11主要包括八分频器110、相位顺序校准模块111W 及相位旋转器112。八分频器110对振荡器30输出的差分信号进行八分频，获得十六路低频 率时钟信号，相邻两路时钟相位差为