Iq调制器中dc偏移的测量的制作方法
【专利摘要】本发明涉及IQ调制器中DC偏移的测量。所描述的是确定IQ调制器中DC偏移电压的系统和方法。首先，针对对IQ调制器的输入之一选择两个不同的DC测试电压。然后，将第一测试电压施加到对IQ调制器的一个输入，同时通过测量来自施加到对IQ调制器的另一输入的一组信号的输出来生成测试数据。然后施加第二测试电压并生成另一组测试数据。根据第一和第二组测试数据，可以构造二阶多项式函数并将该二阶多项式函数相互比较以产生功率值输出的比值。然后可以从功率值输出的比值确定DC偏移电压。
【专利说明】IQ调制器中DC偏移的测量
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于测量IQ调制器中的参数的系统和方法，并且更具体而言，涉及测量IQ调制器中常被称为DC偏移的偏移电压的系统和方法。
【背景技术】
[0002]IQ调制器是在RF和微波通信领域中众所周知的，在模拟和数字调制格式两方面均得到应用。IQ调制是一种调制具有两个基带输入信号的通常但不总是正弦形式的载波的方法。这两个信号时常被称为I (同信道)分量和Q (正交相位)分量。
[0003]图1是示例常规1-Q调制器5的框图。其包含以载波频率产生正弦信号的本地振荡器(或“L0”)10，被指定为ω。。LO 10具有两个输出，其具有相等的量值且在相位上正好相差90度。来自LO 10的信号在混频器12、14中乘以两个独立的基带输入，即I和Q输入。将I和Q输入与载波频率ω。的这些乘积相加以产生频率转换的结果。基带输入可以包含任何任意波形，尽管这些输入的带宽通常小于载波频率。
[0004]在图1中，基带输入被指定为X (同相)和y (正交)，同时两个LO信号被指定为I和Q。当使用载波频率处的相量注释进行表示时，两个LO信号简单地为:
1- C1" -1,Q-f - j。
[0005]调制器5的输出是这两个正交LO信号I和Q乘以两个基带调制输入(由{x，y}表示)后求和:
7 - xl yQ = X ? jy ο
[0006]以这种方式，1-Q调制器5将实值基带输入{x，y}进行上转换，如同一起取得那样，它们一起成为复值输入(X+jy)。
[0007]图2是示出理想I矢量20和理想Q矢量22的相量图。尽管理想调制器将生成I和Q信道，该I和Q信道具有跨期望频率的完全相同的幅度增益，并将彼此异相正好90度，但是I和Q信号的真实世界实现不具有相同的量值，且在相位上不是正好相差90度。1-Q调制器的附加的非理想方面(诸如两个混频器之间的不同增益和相位)也可以被建模为I和Q LO信号之间的幅值和相位不平衡。这些不平衡可能影响从调制器生成的信号的质量。
[0008]在不失一般性的情况下，I矢量可以被任意地定义成一，并且然后可以将Q矢量重新表述为:
Q = (I 1..Cctfs 气
其中e和y分别表示量值和相位上的误差。此误差本身可以被表示在相量图中。例如，在图2中，该有误差的Q矢量由矢量24描绘。这种误差也被称为“ IQ不平衡”，且通常随操作参数(诸如本地振荡器10的载波频率和驱动功率)上的改变而变化。
[0009]IQ调制器的设计和构造方面的不完美导致在{X，y}输入处存在明显的DC偏移。这引起了正好在载波频率处调制的信号的问题。通常期望去除载波频率处的信号分量。为了在调制信号中实现此结果，在lx，y}输入处呈现的模拟波形通常将被设计为具有零平均DC电平。不幸的是，调制器中的DC偏移在这些条件下导致载波频率处的不期望的信号分量。
[0010]因此，重要的是，调整模拟输入波形的平均DC电平以补偿IQ调制器中的内部偏移，从而从调制信号去除载波分量。当具有特定量值和相位的分量必然在载波频率处有意地生成时，出现类似的问题。
[0011 ] 不可能在不确定DC偏移的情况下从IQ调制器输出去除载波分量，该DC偏移必须是首先被测量的。图3中图示了一种用于测量DC偏移的常规方法。在典型的方法中，调整X输入的DC平均以最小化载波信号幅值。通常，因为在调制器的y输入处存在的未知DC偏移，这不会将载波幅值减少到零。因此，用于测量偏移的标准方式变为迭代过程，其中首先调整X输入的第一 DC平均，然后调整y输入。然而，调整?输入影响X偏移，因此然后，再次调整X输入，后面是再次调整y输入。每次迭代通常减少在后续迭代中进行的调整的量，直到最终载波幅值被驱动至可接受地低的水平。附加的复杂难题在于:载波功率相对于DC偏移的变化不是线性的， 以及当前技术使用各种迭代搜索技术来定位使载波功率最小的偏移。图3图示了仅前四次迭代，但是在实践中，最终的DC测量可能涉及许多迭代。
[0012]如从以上描述可以想象的，诸如上述迭代技术之类的用于测量DC偏移的常规测量技术经受着诸如对于测量而言乏味且耗时之类的缺点。因此，常规DC偏移测试方法是不准确的、耗时过长、或两者都有。
[0013]本发明的实施例解决了现有技术的这些以及其他限制。
【发明内容】
[0014]本发明的各方面包括一种确定IQ调制器中的DC偏移的方法，包括:选择用于对IQ调制器的第一输入的第一和第二电压，所述第一输入诸如是Q输入。然后，针对施加到Q输入的第一和第二电压中的每一个，将一组输入信号施加到IQ调制器的第二输入，所述第二输入诸如是I输入，以及从IQ调制器的输出生成相应的一组测量参数。在一些实施例中，生成测量参数可以包括确定载波功率。接下来，该方法可以包括:从与IQ调制器的第一输入的第一电压有关的该组测量参数生成第一二阶多项式函数，以及从与IQ调制器的第一输入的第二电压有关的该组测量参数生成第二二阶多项式函数。在一些实施例中，所述二阶多项式函数可以是抛物线。然后可以比较第一和第二函数的因数以确定第一和第二函数与彼此的关系，并且从所确定的函数关系确定DC偏移。
[0015]其他方面可以包括用于确定IQ调制器中的DC偏移的装置。这种装置可以包括:对IQ调制器的第一输入，诸如Q输入，在该第一输入处可以接受第一和第二电压；以及对IQ调制器的第二输入，在该第二输入处可以针对第一和第二电压中的每一个施加一组输入信号。第二输入可以是I输入，并可以包括例如三个或更多个信号。检测器被构造为针对该组输入信号中的每一个从IQ调制器的输出生成相应的一组测量参数，以及函数生成器被构造为从测量参数生成多项式函数，诸如抛物线。一旦生成了函数，比较器就可以被用来将所生成的多项式函数的因数(诸如功率电平)相互比较，以生成测量参数之间的关系。然后，偏移计算器可以从所确定的关系确定DC偏移。【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是示例常规1-Q调制器的框图。
[0017]图2是图示了常规1-Q调制器的示例IQ不平衡的相量图。
[0018]图3图示了根据现有技术的迭代偏移测量技术。
[0019]图4图示了根据本发明的实施例的偏移测量技术。
[0020]图5是图示了根据本发明的实施例的确定IQ调制器中的DC偏移的示例方法的流程图。
[0021]图6是图示了根据本发明的实施例的用于确定IQ调制器的DC偏移的装置的部件的功能框图。
【具体实施方式】
[0022]本公开总体上考虑了信号生成系统中IQ调制器的使用，而不是接收设备，尽管本发明的实施例也适用于接收器。由此，假设基带信号是输入信号，且不是如将作为具有接收设备的情况那样的输出信号。
[0023]本发明的实施例涉及用于确定DC偏移的系统和方法，其是非迭代的，且可以与少至六个测量一同起作用。数学框架将辅助理解该算法。由于在对调制器的同相输入处施加某DC电平而产生的I矢量可以被定义为:
【权利要求】
1.一种确定IQ调制器中DC偏移的方法，所述方法包括: 选择用于对IQ调制器的第一输入的第一和第二电压； 对于第一和第二电压中的每一个: 将一组输入信号施加到所述IQ调制器的第二输入，并从所述IQ调制器的输出生成相应的一组测量参数； 从与所述IQ调制器的第一输入的第一电压有关的该组测量参数生成第一二阶多项式函数； 从与所述IQ调制器的第一输入的第二电压有关的该组测量参数生成第二二阶多项式函数； 比较第一和第二函数的因数以确定第一和第二函数与彼此的关系；以及 从所确定的函数关系确定DC偏移。
2.根据权利要求1的确定IQ调制器中DC偏移的方法，进一步包括: 确定第一和二阶多项式函数的最小值。
3.根据权利要求2的确定IQ调制器中DC偏移的方法，进一步包括: 从第一和二阶多项式函数的最小值确定功率电平。
4.根据权利要求3的确定IQ调制器中DC偏移的方法，其中所确定的关系是从第一和第二二阶多项式函数的最小值确定的功率电平的比值。
5.根据权利要求1的确定IQ调制器中DC偏移的方法，其中从所述IQ调制器的输出生成相应的一组测量参数包括:测量所述IQ调制器的载波功率，同时将电压施加到所述第一输入。
6.根据权利要求1的确定IQ调制器中DC偏移的方法，其中所述第一输入是对所述IQ调制器的Q输入。
7.根据权利要求1的确定IQ调制器中DC偏移的方法，其中生成第一二阶多项式函数包括生成抛物线函数。
8.一种用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，所述装置包括: 对IQ调制器的第一输入，在所述第一输入处能够接受第一和第二电压； 对IQ调制器的第二输入，在所述第二输入处能够针对第一和第二电压中的每一个施加一组输入信号； 检测器，其被构造为针对该组输入信号中的每一个从IQ调制器的输出生成相应的一组测量参数； 函数生成器，其被构造为从测量参数生成多项式函数； 比较器，其被构造为将所生成的多项式函数的因数相互比较，以生成测量参数之间的关系；以及 偏移计算器，其被构造为从所确定的关系确定DC偏移。
9.根据权利要求8的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，进一步包括: 最小值检测器，其被构造为检测所生成的多项式函数的最小值。
10.根据权利要求9的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，进一步包括: 功率检测器，其被构造为从所述多项式函数的最小值确定功率电平。
11.根据权利要求10的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，其中所述比较器被构造为确定从所述多项式函数的最小值确定的功率电平的比值。
12.根据权利要求8的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，其中所述第一输入是对所述IQ调制器的Q输入。
13.根据权利要求8的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，其中所述多项式函数是抛物线函数。
14.根据权利要求8的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，其中对于施加到所述第一输入的第一和第二电压中的每一个，施加到所述第二输入的该组输入电压包括至少三个电压。
15.根据权利要求8的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，其中所述装置被体现在校准电路中。
16.根据权利要求15的用于确定IQ调制器中DC偏移的装置，其中所述装置被体现在测量仪器的自校准 电路中。
【文档编号】H04B17/00GK104022834SQ201410059681
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2013年2月22日
【发明者】Z.阿扎里 申请人:特克特朗尼克公司