专利名称：检测信号相位不平衡的电路和方法及信号传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测信号相位不平衡的电路和方法及信号传输系统。
背景技术：
在无线电系统中，接收器通常被用于解调天线接收到的射频(radio frequency) 信号。射频信号可以被接收器中的同相(in-phase)通道和正交相位(quadrature-phase) 通道传输。然而，这两个通道可能相位不平衡，也就是说，同相通道和正交相位通道的相位 差可能较大。所以，接收器输出的解调信号可能失真。可以采用检测策略来检测接收器中的相位不平衡。一种检测策略为基于最大可能 的相位差标准判断相位不平衡是否发生。然而，这种检测策略可能采用复杂的数学运算。此外，可以采用补偿电路调节/补偿相位不平衡。传统的补偿电路采用压控振荡 器(voltage-controlled oscillator)或者压控低通滤波器(voltage-controlled low pass filter)连续调节相位不平衡。这样，功耗可能较高。此外，压控振荡器或者压控低通 滤波器需占用额外的空间。这样，传统的补偿电路的成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种检测信号相位不平衡的电路以及方法，所 述电路以及方法相较与现有技术而言，采用较少的数学运算，功耗和成本较低。为解决上述技术问题，本发明提供了一种电路，用于检测信号相位不平衡。所述电 路包括转换模块和比较器。所述转换模块用于基于第一信号和第二信号产生直流信号，其 中所述直流信号的电平由所述第一和第二信号的相位差决定。所述比较器，其耦合至所述 转换模块，用于比较所述直流信号和参考信号，且用于若所述直流信号和所述参考信号的 差值大于预设阀值，产生报警信号。本发明还提供了一种方法，用于检测第一信号和第二信号的相位不平衡，所述方 法包括产生表示所述第一和第二信号的相位差的直流信号；比较所述直流信号和参考信 号；以及若所述直流信号和所述参考信号之差大于预设阀值，产生报警信号。与现有技术相比，采用本发明的电路以及方法采用的数学运算较少，功耗和成本 较低。
以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目 的、具体结构特征和优点。图1是根据本发明的一个实施例的检测相位不平衡的电路的方框示意图；图2是本发明的一个实施例的信号传输系统的示意图；图3是根据本发明的一个实施例的采用控制器减少信号相位差的示意图；以及图4是根据本发明的一个实施例的检测第一信号和第二信号的相位不平衡的方法的流程图。
具体实施例方式虽然本发明将结合以下实施例进行阐述，但应理解为这并非意指将本发明限定于 这些实施例。相反，本发明旨在涵盖由后附权利要求项所界定的本发明精神和范围内所定 义的各种可选项、可修改项和等同项。此外，在以下对本发明的详细描述中，为了提供针对本发明的完全的理解，阐明了 大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。 在另外的一些实例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显 本发明之主旨。图1为根据本发明的一个实施例的电路100。在图1的例子中，电路100包括转换 模块120和比较器160。在一实施例中，电路100接收第一信号152和第二信号156。电路 100可以检测非期望的情况，例如，信号152和IM的相位不平衡。在一实施例中，相位不平 衡是指第一和第二信号，例如，信号152和154的相位差超过预设阀值。若检测到相位不平 衡，电路100可以产生报警信号158。在一实施例中，可使用报警信号158减少信号152和 154的相位差，以减少或消除信号152和154的相位不平衡。在一实施例中，基于第一信号152和第二信号154，转换模块120产生直流信号 156。有利的是，直流信号156的电平由信号152和154的相位差决定。这样，直流信号156 可以表示输入至电路100的信号152和154的相位差。比较器160耦合至转换模块120，比较直流信号156和参考信号&ef。在一实施例 中，若直流信号156和参考信号的差值大于预设阀值，比较器160产生报警信号158。 这样，报警信号158可以表示信号152和154的相位不平衡。此外，在一实施例中，可以使 用报警信号158调节第一信号152和/或第二信号154的相位以减少它们之间的相位差。在图1的例子中，采用一个比较器比较直流信号156和一个参考信号^ef。在另一 实施例中，可以采用两个比较器，其中第一个比较器比较直流信号156和第一参考信号
，第二个比较器比较直流信号156和第二参考信号y这将结合图2进行描述。为清楚起见，以检测两个信号的相位不平衡对本发明进行描述。然而，本发明不仅 限于此，其也可用于检测三个或更多信号的相位不平衡。图2为根据本发明的一个实施例的信号传输系统200。和图1标号相同的元件的 功能相似。在图2的例子中，信号传输系统200包括信号传输电路，检测电路220和控制器 250。在一实施例中，信号传输电路包括接收器230。输入至接收器230的信号，例如，射频信号，可以由接收器230中的通道传输。第 一通道，例如，同相通道，接收射频信号和输出第一信号152至检测电路220。第二通道，例 如，正交相位通道，接收射频信号和输出第二信号1 至检测电路220。有利的是，检测电路220可以感应第一信号152和第二信号154的相位差和检测 接收器230中的相位不平衡，例如，同相通道和正交相位通道的相位不平衡。在一实施例 中，若检测到相位不平衡，检测电路220会产生报警信号。此外，根据报警信号，耦合至检测 电路220的控制器250补偿相位不平衡。控制器250控制接收器230以减少同相通道和正 交相位通道的相位差。
在图2的例子中，接收器230包括天线211，放大器例如低噪声放大器(low noise amplifier) 212，频率乘法器232和234，滤波器例如低通滤波器或带通滤波器236和238， 缓冲器233和235，移相器237，本源振荡器(local oscillator) 239，加法器260和模数转 换器270。同相通道包括频率乘法器232和滤波器236。相似的，正交相位通道包括频率乘 法器2；34和滤波器238。天线211接收的射频信号通过放大器212，输入至同相通道的频率乘法器232。来 自振荡器239的频率信号通过缓冲器233也输入至频率乘法器232。接收来自放大器212 和缓冲器233的信号，频率乘法器232产生信号252，输出至滤波器236。在一实施例中，信 号252的频率小于射频信号的频率。滤波器236过滤信号252，输出第一信号152至检测电 路220中的频率乘法器222。相似的，射频信号通过放大器212输入至正交相位通道的频率乘法器234。来自振 荡器239的频率信号通过移相器237输入至缓冲器235。移相器237可以决定相移，例如， 90度的相移。这样，来自振荡器239的频率信号的相位可以被移动90度。移相后的频率 信号通过缓冲器235输入至频率乘法器234。通过接收来自放大器212和缓冲器235的信 号，频率乘法器234产生信号254，输出至滤波器238。在一实施例中，信号254的频率小于 射频信号的频率。滤波器238过滤信号254，输出第二信号IM至检测电路220中的频率乘 法器222。加法器260产生模拟信号并提供该模拟信号至模数转换器270，该模拟信号为第 一信号152和第二信号154的叠加。模数转换器270转换模拟信号为数字信号，该数字信 号可被提供至一个处理器(图2中未出示)。该处理器处理数字信号以完成多种信号处理 目的。这里描述接收器230工作的例子。假设射频信号为正弦信号S,f(j )= sin (j ω rf)，同相通道的传递函数H1 (j ω)为Acos (j ω。+ θ /2)，正交相位通道的传递函数 HQ(j )为ASin(jco。-e/2)。忽略不计同相通道和正交相位通道的幅度不平衡。所以，由 频率乘法器232输出的信号252和由频率乘法器234输出的信号2M可以分别由方程(1) 和(2)表示如下
权利要求
1.一种电路，用于检测信号相位不平衡，其特征在于，该电路包括转换模块，用于基于第一信号和第二信号产生直流信号，其中所述直流信号的电平由 所述第一和第二信号的相位差决定；以及比较器，其耦合至所述转换模块，用于比较所述直流信号和参考信号，且用于若所述直 流信号和所述参考信号的差值大于预设阀值，产生报警信号。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述报警信号用于调节至少所述第一信 号的相位以减少所述第一和第二信号的所述相位差。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述报警信号控制电流源的电流电平以 减少所述相位差。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一信号由同相通道传输，且所述第 二信号由正交相位通道传输。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，若所述直流信号和所述参考信号的差值 大于预设阀值，相位不平衡发生。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述转换模块包括频率乘法器，用于接收所述第一和第二信号，且用于产生包括所述直流信号和频率信 号的输出信号，其中所述频率信号的频率为所述第一信号的频率和所述第二信号的频率之 和；以及滤波器，耦合至所述频率乘法器，用于过滤所述输出信号，且提供所述直流信号至所述 比较器。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，若所述直流信号大于所述参考信号和所 述预设阀值之和，所述比较器产生所述报警信号。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，若所述直流信号小于所述参考信号和所 述预设阀值之和，所述比较器产生所述报警信号。
9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一和第二信号包括解调射频信号。
10.一种信号传输系统，其特征在于，该信号传输系统包括第一通道，用于接收输入信号和用于输出第一信号；第二通道，用于接收输入信号和用于输出第二信号；检测电路，耦合至所述第一和第二通道，用于检测所述第一和第二通道的相位不平衡， 且若检测到所述相位不平衡，产生报警信号；以及控制器，耦合至所述检测电路，用于基于所述报警信号调节电流源的电流，其中所述第 一和第二通道的相位差根据所述电流而变化。
11.根据权利要求10所述的信号传输系统，其特征在于，还包括缓冲器，耦合至所述第一通道，用于控制所述第一通道，其中所述电流调节所述缓冲器 的传输函数的相位以调节所述第一通道的相位。
12.根据权利要求10所述的信号传输系统，其特征在于，所述电流有离散的多个电平。
13.根据权利要求10所述的信号传输系统，其特征在于，所述检测电路包括转换模块，用于产生表示所述第一和第二信号的相位差的直流信号；以及比较器，耦合至所述转换模块，用于比较所述直流信号和参考信号，且产生所述报警信号。
14.根据权利要求13所述的信号传输系统，其特征在于，所述转换模块包括频率乘法器，用于接收所述第一和第二信号，且用于产生包括所述直流信号和频率信 号的输出信号，其中所述频率信号的频率为所述第一信号的频率和所述第二信号的频率之 和；以及滤波器，耦合至所述频率乘法器，用于过滤所述输出信号，且提供所述直流信号至所述 比较器。
15.根据权利要求10所述的信号传输系统，其特征在于，所述输入信号包括射频信号， 所述第一通道解调所述输入信号为所述第一信号，且所述第二通道解调所述输入信号为第二信号。
16.根据权利要求10所述的信号传输系统，其特征在于，所述第一和第二通道包括同 相通道和正交相位通道。
17.一种方法，用于检测第一信号和第二信号的相位不平衡，所述方法包括 产生表示所述第一和第二信号的相位差的直流信号；比较所述直流信号和参考信号；以及若所述直流信号和所述参考信号之差大于预设阀值，产生报警信号。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 用所述报警信号减少所述相位差。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述用所述报警信号减少所述相位差 的步骤，还包括根据所述报警信号调节电流源的电流电平；以及 根据所述电流电平控制所述相位差。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 通过同相通道提供所述第一信号；以及通过正交相位通道提供所述第二信号。
全文摘要
本发明公开了一种用于检测信号相位不平衡的电路和方法及信号传输系统。所述电路包括转换模块，用于基于第一信号和第二信号产生直流信号，其中所述直流信号的电平由所述第一和第二信号的相位差决定；以及比较器，其耦合至所述转换模块，用于比较所述直流信号和参考信号，且用于若所述直流信号和所述参考信号的差值大于预设阈值，产生报警信号。与现有技术相比，本发明的电路采用的数学运算较少，功耗和成本较低。
文档编号H04B1/14GK102088295SQ20091025137
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月3日 优先权日2009年12月3日
发明者张敬伟, 祝俊东, 袁永斌 申请人:凹凸电子(武汉)有限公司