双/多路da/ad无参照基准的互校准系统及方法
【专利摘要】本发明公开了双/多路DA/AD无参照基准的互校准系统及方法，所述系统包括若干个转换通路上依次连接的第一可选开关阵列、AD阵列、数字处理器、DA阵列和第二可选开关阵列，所述系统还包括第三可选开关和第四可选开关，所述第一可选开关阵列第二端分别对应连接所述第三可选开关的可选端口，所述第二可选开关第二端分别对应连接第四可选开关的可选端口，所述第三可选开关公共端连接第四可选开关共公端，本发明在DA/AD射频端收发通路上各增加了一个可选开关，将发射、接收通道受控联通，实现收发数据的自动对比、校正。硬件改动小，方案实现简单，具备实时自动校准的能力。
【专利说明】
双/多路DA/AD无参照基准的互校准系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及射频收发系统的校准技术领域，具体涉及双/多路DA/AD无参照基准的互校准系统及方法。
【背景技术】
[0002]由于双/多通道的射频收发系统，一般要求接收、发射各通道的幅度、相位的一致性，而目前在多路收发射频系统中涉及DA芯片(DAC)、AD芯片(ADC)的各通道校准多采用增加外部校准源的方式，这样不利于降低成本，且对校准源要求较高，操作复杂，不能上电校准。
[0003]如图1所示，为传统的包含DA/AD的双/多路收发通道校准的硬件结构示意图。传统的校准结构中配置有专用的校准接口，通过开关矩阵将射频通道和检验口分开，外部校准信号通过固定的专用校准口输入/输出校准信号，此校准方法需要依赖外部的校准设备，操作复杂，自动化程度低。
【发明内容】
[0004]基于现有技术的不足，本发明提供了双/多路DA/AD无参照基准的互校准系统及方法，通过对射频系统中DA/AD的双/多路收发通道结构改进，使其在没有外部参考源的条件下，可以实现各收发通道的自动互校准。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案为:
双/多路DA/AD转换无参照基准的互校准系统，包括若干个转换通路上依次连接的第一可选开关阵列、AD转换阵列、数字处理器、DA转换阵列和第二可选开关阵列，若干个转换通道第一端分别连接所述第一可选开关阵列第一端，若干个转换通道第二端分别连接所述第二可选开关阵列第一端，所述第一可选开关阵列和第二可选开关阵列连接有开关选择控制器，AD转换阵列连接AD转换控制器，DA转换阵列连接DA转换控制器，
所述系统还包括第三可选开关和第四可选开关，所述第一可选开关阵列第二端分别对应连接所述第三可选开关的可选端口，所述第二可选开关第二端分别对应连接第四可选开关的可选端口，所述第三可选开关公共端连接第四可选开关共公端，其中:
所述第三可选开关用于选择AD转换通路，所述第四可选开关用于选择DA转换通路，所述第一可选开关阵列用于控制与之对应连接的所述转换通路第一端的开合，所述第二可选开关阵列用于控制与之对应连接的所述转换通路第二端的开合。
[0006]所述AD转换阵列中AD转换器的个数与所述DA转换阵列中DA转换器的个数为任意正整数，且不能同时为I。
[0007]所述第三可选开关和第四可选开关为任意的1:N的开关矩阵，N为正整数，且所述第三可选开关和所述第四可选开关不能同时为I: I矩阵。
[0008]所述系统的模数接收通道的互校准方法包括以下步骤:
SI 1:所述AD转换控制器和所述DA转换控制器选择任一转换器作为第一AD转换器和第一 DA转换器，并结合所述开关控制器分别选择并控制第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关端口的开合，组成由第一 DA转换器经对应开关至第一 AD转换器的第一物理通路；
S12: DA转换控制器获取数字处理器中存储的标准波形数据，所述标准波形数据通过第一物理通路进行信号转换，转换后的数字信号存储至数字处理器的DATAl;
S13:所述AD转换控制器重新选择除所述第一 AD转换转换器的任一 AD转换器作为第N个AD转换器，所述开关控制器选择并控制所述第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第一DA转换器经对应开关至所述第N个AD转换器的第N物理通路，所述S12中的标准波形数据通过第N物理通路进行信号转换，转换后的数字量存储至数字处理器的DATAN;
S14:所述数字处理器将接收到的DATAl中数据和DATAN中的数据进行比较，得出比较对象的幅度差和相位差，根据得出的幅度差和相位差进行通路的互校准。
[0009]所述N个通路的互相校准，为N个通路中以任一个通路为基准，其他通路与基准通路进行比较并校准;或任意两个通路之间的互相校准；N不小于2。
[0010]所述系统的数模接收通道的互校准方法包括以下步骤:
S21:所述DA转换控制器和所述AD转换控制器选择任一转换器作为第a DA转换器和第aAD转换器并结合开关控制器分别选择并控制第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第a DA转换器经上述开关至第a AD转换器的第a物理通路；S22: DA转换器获取数字处理器中存储的标准波形数据，所述标准波形数据通过第a物理通路进行信号转换，转换后的数字信号存储至DATAll;
S23:所述DA转换控制器重新选择除所述第a DA转换器的任一DA转换器作为第M个DA转换器，所述开关控制器选择并控制所述第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第M DA转换器经对应开关至所述a AD转换器的第M物理通路，所述S21中的标准波形数据通过第M物理通路进行信号转换，转换的数字量存储至DATAM;
S24:所述数字处理器将接收到的DATAll中的数据和DATAM中的数据进行比较，得出比较对象的幅度差和相位差，根据得出的幅度差和相位差进行通路的互校准。
[0011 ] 所述M个通路的互相校准，为M个通路中以任一个通路为基准，其他通路与基准通路比较并校准;或任意两个通路之间的互相校准，M不小于2。
[0012]本发明的有益效果为:在DA/AD转换的射频端收发通路上各增加了一个可选开关，将发射、接收通道受控联通，这样在不需要外部校准源的条件下数据可以从数据处理芯片经DA、AD转换后从新回到数据处理芯片内，实现收发数据的自动对比、校正。硬件改动小，方案实现简单，具备实时自动校准的能力。
【附图说明】
[0013]图1为传统的包含DA/AD的双/多路收发通道校准的硬件结构示意图；
图2为本发明具体实施例的结构示意图；
图3为本发明具体实施例的双路DA/AD无参照基准的互校准系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
[0015]如图2所示，双/多路DA/AD转换无参照基准的互校准系统，包括若干个转换通路上依次连接的第一可选开关阵列、AD转换阵列、数字处理器、DA转换阵列和第二可选开关阵列，若干个转换通道第一端分别连接所述第一可选开关阵列第一端，若干个转换通道第二端分别连接所述第二可选开关阵列第一端，所述第一可选开关阵列和第二可选开关阵列连接有开关选择控制器，AD转换阵列连接AD转换控制器，DA转换阵列连接DA转换控制器，
所述系统还包括第三可选开关和第四可选开关，所述第一可选开关阵列第二端分别对应连接所述第三可选开关的可选端口，所述第二可选开关第二端分别对应连接第四可选开关的可选端口，所述第三可选开关公共端连接第四可选开关共公端，其中:
所述第三可选开关用于选择AD转换通路，所述第四可选开关用于选择DA转换通路，所述第一可选开关阵列用于控制与之对应连接的所述转换通路第一端的开合，所述第二可选开关阵列用于控制与之对应连接的所述转换通路第二端的开合。
[0016]所述AD转换阵列中AD转换器的个数与所述DA转换阵列中DA转换器的个数为任意正整数，且不能同时为I。
[0017]所述第三可选开关和第四可选开关为任意的1:N的开关矩阵，N为正整数，且所述第三可选开关和所述第四可选开关不能同时为I: I矩阵。
[0018]所述系统的模数接收通道的互校准方法包括以下步骤:
SI 1:所述AD转换控制器和所述DA转换控制器选择任一转换器作为第一AD转换器和第一 DA转换器，并结合所述开关控制器分别选择并控制第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关端口的开合，组成由第一 DA转换器经对应开关至第一 AD转换器的第一物理通路；
S12: DA转换控制器获取数字处理器中存储的标准波形数据，所述标准波形数据通过第一物理通路进行信号转换，转换后的数字信号存储至数字处理器的DATAl;
S13:所述AD转换控制器重新选择除所述第一 AD转换器的任一 AD转换器作为第N个AD转换器，所述开关控制器选择并控制所述第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第一DA转换器经对应开关至所述第N个AD转换器的第N物理通路，所述S12中的标准波形数据通过第N物理通路进行信号转换，转换后的数字量存储至数字处理器的DATAN;
S14:所述数字处理器将接收到的DATAl中数据和DATAN中的数据进行比较，得出比较对象的幅度差和相位差，根据得出的幅度差和相位差进行通路的互校准。
[0019]所述N个通路的互相校准，为N个通路中以任一个通路为基准，其他通路与基准通路进行比较并校准;或任意两个通路之间的互相校准；N不小于2。
[0020]所述系统的数模接收通道的互校准方法包括以下步骤:
S21:所述DA转换控制器和所述AD转换控制器选择任一转换器作为第a DA转换器和第aAD转换器并结合开关控制器分别选择并控制第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第a DA转换器经上述开关至第a AD转换器的第a物理通路； S22: DA转换器获取数字处理器中存储的标准波形数据，所述标准波形数据通过第a物理通路进行信号转换，转换后的数字信号存储至DATAll;
S23:所述DA转换控制器重新选择除所述第a DA转换器的任一DA转换器作为第M个DA转换器，所述开关控制器选择并控制所述第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第M DA转换器经对应开关至所述a AD转换器的第M物理通路，所述S21中的标准波形数据通过第M物理通路进行信号转换，转换的数字量存储至DATAM;
S24:所述数字处理器将接收到的DATAll中的数据和DATAM中的数据进行比较，得出比较对象的幅度差和相位差，根据得出的幅度差和相位差进行通路的互校准。
[0021 ] 所述M个通路的互相校准，为M个通路中以任一个通路为基准，其他通路与基准通路比较并校准;或任意两个通路之间的互相校准，M不小于2。
[0022]如图3所示，本发明的实施例1，双路模数接收通道的互校准流程，采用时分方式，分别通过①、②通路实现双路模数通道的互校准。具体步骤如下:
(I)由开关控制器控制开关矩阵SWl、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6，将开关SWl打到2端，SW2打到I端，SW3打到2端，SW4打到I端，SW5打到2端，SW6打到2端，形成由DA转换器DAC_1到AD转换器ADC_1的物理通路。
[0023](2)Check DATA Table中存储着已知的、标准的校准波形数据，由数字处理芯片发给DA转换器DAC_1，完成数字信号到模拟信号的转换，然后经由SW3、SW6、SW5、Sffl，到达AD转换器ADC_1。
[0024](3)AD转换器ADC_1完成模拟信号到数字信号的转换，将波形数据重新发送给数字处理芯片，数字芯片完成波形数据DATAl的接收、存储。
[0025](4)开关控制器控制开关矩阵SWl、SW2、SW5，将SWl打到I端，SW2打到2端，SW5打到I端，形成由DA转换器DAC_1到AD转换器ADC_2的物理通路。
[0026](5)其他开关设置不变，波形数据经DAC j变成模拟信号，模拟信号输入ADC_2，变成数字信号，发给数字处理芯片，形成波形数据DATA2。
[0027](6)数字处理芯片将两次接收到的波形数据对比，以接收到的DATAl数据为基准，通过算法处理，找出接收到的DATA2数据与DATAl数据的差别，计算得出ADC_2相对于ADC_1的幅度、相位的差别，完成两个通道的互校准，使两个通道具有一致性。
[0028]本发明的实施例2:双路数模发射通道的互校准流程，采用时分方式，分别通过③、④通路实现双路数模通道的互校准。具体步骤如下:
(I)由开关控制器控制开关矩阵SWl、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6，将开关SWl打到2端，SW2打到I端，SW3打到2端，SW4打到I端，SW5打到2端，SW6打到2端，形成由DA转换器DAC_1到AD转换器ADC_1的物理通路。
[0029](2)Check DATA Table中存储着已知的、标准的校准波形数据，由数字处理芯片发给DA转换器DAC_1，完成数字信号到模拟信号的转换，然后经由SW3、SW6、SW5、Sffl，到达AD转换器ADC_1。
[0030](3)AD转换器ADC_1完成模拟信号到数字信号的转换，将波形数据重新发送给数字处理芯片，数字芯片完成波形数据DATAl的接收、存储。
[0031 ] (4)开关控制器控制开关矩阵SW3、Sff 4, Sff 6，将SW3打到I端，SW4打到2端，SW6打到I端，形成由DA转换器DAC_2到AD转换器ADC_1的物理通路。
[0032](5)其他开关设置不变，波形数据经DAC_2变成模拟信号，模拟信号输入ADC_1，变成数字信号，发给数字处理芯片，形成波形数据DATA2。
[0033](6)数字处理芯片将两次接收到的波形数据对比，以接收到的DATAl数据为基准，通过算法处理，找出接收到的DATA2数据与DATAl数据的差别，计算得出DAC_2相对于DAC_1的幅度、相位的差别，完成两个通道的互校准，使两个通道具有一致性。
[0034]需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.双/多路DA/AD转换无参照基准的互校准系统，包括若干个转换通路上依次连接的第一可选开关阵列、AD转换阵列、数字处理器、DA转换阵列和第二可选开关阵列，若干个转换通道第一端分别连接所述第一可选开关阵列第一端，若干个转换通道第二端分别连接所述第二可选开关阵列第一端，所述第一可选开关阵列和第二可选开关阵列连接有开关选择控制器，AD转换阵列连接AD转换控制器，DA转换阵列连接DA转换控制器，其特征在于: 所述系统还包括第三可选开关和第四可选开关，所述第一可选开关阵列第二端分别对应连接所述第三可选开关的可选端口，所述第二可选开关第二端分别对应连接第四可选开关的可选端口，所述第三可选开关公共端连接第四可选开关共公端，其中: 所述第三可选开关用于选择AD转换通路，所述第四可选开关用于选择DA转换通路，所述第一可选开关阵列用于控制与之对应连接的所述转换通路第一端的开合，所述第二可选开关阵列用于控制与之对应连接的所述转换通路第二端的开合。2.如权利要求1所述的双/多路DA/AD无参照基准的互校准系统，其特征在于:所述AD转换阵列中AD转换器的个数与所述DA转换阵列中DA转换器的个数为任意正整数，且不能同时为I。3.如权利要求1所述的双/多路DA/AD无参照基准的互校准系统，其特征在于:所述第三可选开关和第四可选开关为任意的1:N的开关矩阵，N为正整数，且所述第三可选开关和所述第四可选开关不能同时为I: I矩阵。4.根据权利要求1至3任一所述系统的模数接收通道的互校准方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: SI 1:所述AD转换控制器和所述DA转换控制器选择任一转换器作为第一AD转换器和第一 DA转换器，并结合所述开关控制器分别选择并控制第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关端口的开合，组成由第一 DA转换器经对应开关至第一 AD转换器的第一物理通路； S12: DA转换控制器获取数字处理器中存储的标准波形数据，所述标准波形数据通过第一物理通路进行信号转换，转换后的数字信号存储至数字处理器的DATAl; S13:所述AD转换控制器重新选择除所述第一 AD转换转换器的任一 AD转换器作为第N个AD转换器，所述开关控制器选择并控制所述第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第一DA转换器经对应开关至所述第N个AD转换器的第N物理通路，所述S12中的标准波形数据通过第N物理通路进行信号转换，转换后的数字量存储至数字处理器的DATAN; S14:所述数字处理器将接收到的DATAl中数据和DATAN中的数据进行比较，得出比较对象的幅度差和相位差，根据得出的幅度差和相位差进行通路的互校准。5.如权利要求4所述的数模接收通道的互校准方法，其特征在于:所述N个通路的互相校准，为N个通路中以任一个通路为基准，其他通路与基准通路进行比较并校准;或任意两个通路之间的互相校准；N不小于2。6.如权利要求1-3任一项所述系统的数模接收通道的互校准方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: S21:所述DA转换控制器和所述AD转换控制器选择任一转换器作为第a DA转换器和第aAD转换器并结合开关控制器分别选择并控制第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第a DA转换器经上述开关至第a AD转换器的第a物理通路；S22:DA转换器获取数字处理器中存储的标准波形数据，所述标准波形数据通过第a物理通路进行信号转换，转换后的数字信号存储至DATAll; S23:所述DA转换控制器重新选择除所述第a DA转换器的任一DA转换器作为第M个DA转换器，所述开关控制器选择并控制所述第一开关阵列、第二开关阵列、第三可选开关和第四可选开关的端口，组成由第M DA转换器经对应开关至所述a AD转换器的第M物理通路，所述S21中的标准波形数据通过第M物理通路进行信号转换，转换的数字量存储至DATAM; S24:所述数字处理器将接收到的DATAl I中的数据和DATAM中的数据进行比较，得出比较对象的幅度差和相位差，根据得出的幅度差和相位差进行通路的互校准。7.如权利要求6所述的数模接收通道的互校准方法，其特征在于:所述M个通路的互相校准，为M个通路中以任一个通路为基准，其他通路与基准通路比较并校准;或任意两个通路之间的互相校准，M不小于2。
【文档编号】H04B17/21GK105978636SQ201610465084
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】包晓军, 刘远曦, 顾建峰, 刘宏宗, 李琳, 王志国
【申请人】珠海纳睿达科技有限公司