一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于解調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)字無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成的要求越來(lái)越高。接收機(jī)的集成碰到了 高頻濾波器的問(wèn)題，所以提出了零中頻的接收機(jī)方案。但由于電路結(jié)構(gòu)中分立元器件的離 散性及模擬信號(hào)通道差異，正交混頻中的IQ兩路信號(hào)存在相位誤差，使鏡像頻率抑制度和 正交解調(diào)質(zhì)量受到較大影響?，F(xiàn)有技術(shù)中的誤差修正算法龐大、復(fù)雜，而修正誤差較大，鏡 像頻率抑制度和解調(diào)質(zhì)量不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法及裝 置，其通過(guò)改變混頻輸出，利用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算一次性即能完成正交誤差計(jì)算，且獲得的相 位差在解調(diào)過(guò)程中始終保持不變，提高了鏡像頻率抑制度和解調(diào)質(zhì)量。
[0004] 本發(fā)明提供一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法，其包括：
[0005] 步驟1，將本振信號(hào)分為兩路，一路與I通道輸入信號(hào)混頻后輸出I路信號(hào)，另一路 經(jīng)過(guò)90度相移后與Q通道輸入信號(hào)混頻后輸出Q路信號(hào)；
[0006] 步驟2,將步驟1混頻后輸出的兩路信號(hào)均進(jìn)行低通濾波處理去掉高頻成分，然后 均進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后分別獲得II路信號(hào)和Q1路信號(hào)，并緩存；
[0007] 步驟3,將本振信號(hào)分成的兩路中，一路經(jīng)過(guò)90度相移后與I通道輸入信號(hào)混頻后 輸出I'路信號(hào)，另一路與Q通道輸入信號(hào)混頻后輸出Q'路信號(hào)，即切換本振信號(hào)輸出的兩 路正交信號(hào)；
[0008] 步驟4,將步驟3混頻后輸出的兩路信號(hào)均進(jìn)行低通濾波處理去掉高頻成分，然后 均進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后分別獲得12路信號(hào)和Q2路信號(hào)，并緩存；
[0009] 步驟5,利用步驟2和步驟4緩存的信號(hào)執(zhí)行修正算法獲得兩路信號(hào)的相位差，利 用該相位差對(duì)Q路進(jìn)行相位補(bǔ)償，I路不變，完成誤差修正；
[0010] 修正算法的內(nèi)容為：
[0011] (1) II路信號(hào)和Q1路信號(hào)分別表示為Vn(t)和VQ1(t)，t的取值范圍為一次緩存 的起始時(shí)間到結(jié)束時(shí)間，12路信號(hào)和Q2路信號(hào)分別表示為V I2(t)和VQ2(t)，利用下式獲得 中間量Vjt)與V2(t):
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法，其特征在于，包括： 步驟1，將本振信號(hào)分為兩路，一路與I通道輸入信號(hào)混頻后輸出I路信號(hào)，另一路經(jīng)過(guò) 90度相移后與Q通道輸入信號(hào)混頻后輸出Q路信號(hào)； 步驟2,將步驟1混頻后輸出的兩路信號(hào)均進(jìn)行低通濾波處理去掉高頻成分，然后均進(jìn) 行模數(shù)轉(zhuǎn)換后分別獲得Il路信號(hào)和Ql路信號(hào)，并緩存； 步驟3,將本振信號(hào)分成的兩路中，一路經(jīng)過(guò)90度相移后與I通道輸入信號(hào)混頻后輸出 I'路信號(hào)，另一路與Q通道輸入信號(hào)混頻后輸出Q'路信號(hào)，即切換本振信號(hào)輸出的兩路正 交信號(hào)； 步驟4,將步驟3混頻后輸出的兩路信號(hào)均進(jìn)行低通濾波處理去掉高頻成分，然后均進(jìn) 行模數(shù)轉(zhuǎn)換后分別獲得12路信號(hào)和Q2路信號(hào)，并緩存； 步驟5,利用步驟2和步驟4緩存的信號(hào)執(zhí)行修正算法獲得兩路信號(hào)的相位差，利用該 相位差對(duì)Q路進(jìn)行相位補(bǔ)償，I路不變，完成誤差修正； 修正算法的內(nèi)容為： (I)Il路信號(hào)和Ql路信號(hào)分別表示為V11 (t)和VQ1 (t)，t的取值范圍為一次緩存的起 始時(shí)間到結(jié)束時(shí)間，12路信號(hào)和Q2路信號(hào)分別表示為V12 (t)和VQ2 (t)，利用下式獲得中間 SviU) ig V2(t)：
⑵將中間量義⑴與^⑴相除得到+
對(duì)不同時(shí)間七的?⑴求 均值得到正切值％，根據(jù)公式Φ s = 2arctan(V3)獲得兩路信號(hào)的相位差Φ s; 上述：Vp為輸入信號(hào)幅度，Φ為輸入信號(hào)初始相位，ω ω κρ-ωω，ωΚΡ為輸入信號(hào)頻 率，ωω為本振頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法，其特征在于，兩次數(shù) 據(jù)緩存間隔時(shí)間為輸入信號(hào)的整周期。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法，其特征在于，正交誤 差修正的整個(gè)過(guò)程中輸入信號(hào)保持不變，且本振信號(hào)的頻率與輸入信號(hào)的頻率一致。
4. 一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正裝置，其特征在于，包括： 依次連接的第一混頻器、第一低通濾波器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 依次連接的第二混頻器、第二低通濾波器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 90度移相器、運(yùn)算裝置和兩個(gè)開(kāi)關(guān)KU Κ2 ; 外部輸入的本振信號(hào)LOl分為三路各自通過(guò)一個(gè)本振信號(hào)通道傳輸，第一路本振信號(hào) 通道接開(kāi)關(guān)Kl的第一切換觸點(diǎn)，第二路本振信號(hào)通道接90度移相器的輸入，第三路本振信 號(hào)通道接開(kāi)關(guān)Κ2的第一切換觸點(diǎn)；90度移相器的輸出分為兩路，其中一路接開(kāi)關(guān)Kl的第 二切換觸點(diǎn)，另一路接開(kāi)關(guān)Κ2的第二切換觸點(diǎn)； 開(kāi)關(guān)Kl的公共端接入第一混頻器的本振輸入端，外部輸入的I通道輸入信號(hào)接入第一 混頻器的待混頻信號(hào)輸入端，第一混頻器的輸出端連接第一低通濾波器； 開(kāi)關(guān)K2的公共端接入第二混頻器的本振輸入端；外部輸入的Q通道輸入信號(hào)接入第二 混頻器的待混頻信號(hào)輸入端；第二混頻器的輸出端連接第二低通濾波器； 第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端接入運(yùn)算裝置； 運(yùn)算裝置進(jìn)行兩次數(shù)據(jù)緩存，利用先后兩次緩存的信號(hào)執(zhí)行修正算法獲得兩路信號(hào)的 相位差，利用該相位差對(duì)Q路進(jìn)行相位補(bǔ)償，I路不變，完成誤差修正； 其中，運(yùn)算裝置在第一次信號(hào)緩存時(shí)，控制開(kāi)關(guān)Kl接到第一路本振信號(hào)通道，開(kāi)關(guān)K2 接到90度移相器；第一次緩存完成后切換開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)Kl接到90度移相器，開(kāi)關(guān)K2接到 第二路本振信號(hào)通道； 所述運(yùn)算裝置的修正算法的內(nèi)容為： (1)第一次緩存時(shí)從第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收的信號(hào)分別表示為V11 (t) 和VQ1 (t)，第二次緩存時(shí)從第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收的信號(hào)分別表示為 V12⑴和Vq2⑴，利用下式獲得中間量V1U)與V2⑴：
V - J \ 7 ⑵將中間量義⑴與^⑴相除得到I
對(duì)不同時(shí)間七的?⑴求 均值得到正切值％，根據(jù)公式Φ s = 2arctan(V3)獲得兩路信號(hào)的相位差Φ s; 上述：Vp為輸入信號(hào)幅度，Φ為輸入信號(hào)初始相位，Φ s為IQ兩路信號(hào)的相位差，Wm =ωΚΡ_ωω，ωκρ為輸入信號(hào)頻率，ω ω為本振頻率。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正裝置，其特征在于，運(yùn)算裝 置采用外部晶振作為參考時(shí)鐘進(jìn)行鎖相，鎖相時(shí)鐘作為運(yùn)算裝置的主時(shí)鐘； 當(dāng)?shù)谝淮尉彺骈_(kāi)始，隨即啟動(dòng)運(yùn)算裝置內(nèi)部的定時(shí)器計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)為輸入信號(hào)周期時(shí)溢 出，產(chǎn)生中斷信號(hào)，同時(shí)自動(dòng)復(fù)位重新計(jì)時(shí)；開(kāi)關(guān)切換前不響應(yīng)中斷信號(hào)，等待切換后開(kāi)始 響應(yīng)中斷信號(hào)；對(duì)中斷信號(hào)的響應(yīng)是：運(yùn)算裝置提取兩次緩存的信號(hào)，利用兩次緩存的信 號(hào)進(jìn)行相位差的提取和誤差修正； 兩次數(shù)據(jù)緩存間隔時(shí)間為輸入信號(hào)的整周期。
6. 如權(quán)利要求4所述的基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正裝置，其特征在于，正交誤 差修正的整個(gè)過(guò)程中輸入信號(hào)保持不變，且本振信號(hào)的頻率與輸入的IQ兩路信號(hào)的頻率 一致。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于交叉混頻架構(gòu)的正交誤差修正方法及裝置，其采用同相技術(shù)使兩次交叉混頻輸入信號(hào)同相，通過(guò)交替本振信號(hào)正交輸出，然后利用數(shù)學(xué)運(yùn)算完成誤差計(jì)算。本發(fā)明通過(guò)一次切換和運(yùn)算即可完成誤差修正，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，可快速完成在線誤差修正。為滿足不同誤差修正精度要求，緩存數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可根據(jù)內(nèi)存大小進(jìn)行調(diào)整，波形數(shù)據(jù)越長(zhǎng)修正精度越高。
【IPC分類(lèi)】H04B17-21, H04B1-26
【公開(kāi)號(hào)】CN104539379
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410710690
【發(fā)明人】邵永豐, 史浩, 齊博蕾, 呂佳
【申請(qǐng)人】北京航天測(cè)控技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月28日