[發(fā)明專利]基于FPGA的正交調(diào)制電路的EVM的調(diào)試方法

有效

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• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN104977889B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉暢;戴榮;陰陶;林峰
• 申請（專利權）人: 成都傅立葉電子科技有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 李朝虎

技術領域

本發(fā)明涉及正交調(diào)制技術，具體是指基于FPGA的正交調(diào)制電路及調(diào)試其EVM的方法。

背景技術

對于一些恒包絡的調(diào)制方案，比如GSM移動通信系統(tǒng)中的GMSK（Gauss Minimum Shift Keying：高斯最小頻移鍵控），相位誤差和頻差被作為衡量調(diào)制精度的指標，然而對于3G中普遍采用的QPSK來說，是一種非恒包絡調(diào)制，以上兩項指標就不足以反映調(diào)制精度，因為這種調(diào)制方式使得信號除了相位上有誤差以外，幅度上也會有誤差。所以，對于非恒包絡調(diào)制精度，一種可以全面衡量信號幅度誤差和相位誤差的指標誤差矢量幅度（EVM：Error Vector Magnitude）被提出來了。

EVM表征的是調(diào)制精度，是衡量現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中數(shù)字調(diào)制質(zhì)量的一項關鍵指標。EVM是發(fā)射信號的理想的測量分量I(同相位)和Q(正交相位)(稱為基準信號“R”)與實際接收到的測量信號“M”的 I和Q分量幅值之間的矢量差。EVM適用于每一個發(fā)射和接收的符號。EVM是一個幅值量，表示為一個百分比，但是每個測量點上的相位和幅值誤差都是要測量的。很多信號都要測量EVM。可以比較測量信號矢量M和參考信號矢量R得到的誤差矢量E來評估EVM 。

在設計正交調(diào)制電路時，首先選擇滿足使用要求的處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和正交調(diào)制芯片，諸如轉(zhuǎn)換位寬、通道帶寬等，然后根據(jù)芯片手冊設計中間耦合電路，包含電壓偏置電路和濾波器，中間耦合電路的許多參數(shù)將影響調(diào)制電路的EVM值，其中直流匹配度和帶內(nèi)平衡度影響較大。

在現(xiàn)有設計過程中，主要根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和正交調(diào)制芯片的偏置電壓要求及使用場合下的信號頻率和帶寬決定耦合電路的偏置電壓和濾波參數(shù)，耦合電路的組成一般是電阻和電容網(wǎng)絡，這需要非常精確的計算出各個電阻和電容的取值，這些取值可能是非標的，而非標電阻和電容在市面上一般無法購買到，在最終生產(chǎn)電路時只能用相近的值代替，再有PCB的走線和材質(zhì)的不同及生產(chǎn)時所用芯片的個體差異都會影響調(diào)制信號的EVM值，使信號質(zhì)量變差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于FPGA的正交調(diào)制電路及調(diào)試其EVM的方法，在配合FPGA使用，未修改硬件的情況下，消除生產(chǎn)誤差及芯片個體差異帶來的影響，方便快速提高EVM的方法。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術方案實現(xiàn)：基于FPGA的正交調(diào)制電路，包括以下部件：

輸出數(shù)字基帶信號的FPGA；

通過數(shù)據(jù)總線與FPGA連接的DA；

通過I通道和Q通道與DA連接的電容電阻網(wǎng)絡；

與電容電阻網(wǎng)絡連接的正交調(diào)制器；

FPGA采用分時復用的方式將數(shù)字基帶信號的I相位數(shù)據(jù)和Q相位數(shù)據(jù)送入DA；

DA通過數(shù)據(jù)總線接收I相位數(shù)據(jù)和Q相位數(shù)據(jù)，并且，DA將I相位數(shù)據(jù)和Q相位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬的I路基帶信號和模擬的Q路基帶信號，最后通過I通道將I路基帶信號送入電容電阻網(wǎng)絡，通過Q通道將Q路基帶信號送入電容電阻網(wǎng)絡；

電容電阻網(wǎng)絡將I路基帶信號和Q路基帶信號進行直流偏置和濾波處理；

正交調(diào)制器對電容電阻網(wǎng)絡輸出的I路基帶信號和Q路基帶信號進行正交調(diào)制，最后形成RF信號輸出。

所述電容電阻網(wǎng)絡包括偏置電路和濾波器，進入電容電阻網(wǎng)絡的I路基帶信號和Q路基帶信號，先經(jīng)過偏置電路加入直流偏置，再經(jīng)過濾波電路的濾波處理。

所述DA的編碼方式采用偏移碼編碼或二進制補碼編碼。

基于FPGA的正交調(diào)制電路的EVM的調(diào)試方法，包括以下步驟:

步驟A、設置初始值：由FPGA根據(jù)DA的編碼類型選擇I相位數(shù)據(jù)和Q相位數(shù)據(jù)的初始值，如果DA是偏移碼編碼，則初始值的MSB位填1，其它位填0，如果DA是二進制補碼編碼，則初始值的全部位填0；

步驟B、選定I相位數(shù)據(jù)的基準零值：通過FPGA逐漸增大I相位數(shù)據(jù)的值，觀察RF信號中心頻率的功率是否隨I相位數(shù)據(jù)值的增加而漸漸向底噪降低，如果向底噪降低，則繼續(xù)增大I相位數(shù)據(jù)的值，直至RF信號中心頻率的功率停止降低開始增加，此時將I相位數(shù)據(jù)的值改為功率停止降低前的值，將其作為I相位數(shù)據(jù)的基準零值；如果逐漸增大I相位數(shù)據(jù)的值，RF信號中心頻率的功率沒有隨I相位數(shù)據(jù)值的增加而漸漸向底噪降低，此時應逐漸減小I相位數(shù)據(jù)的值，中心頻率的功率會漸漸降低，直至RF信號中心頻率的功率停止降低開始增加，此時將I相位數(shù)據(jù)的值改為功率停止降低前的值，將其作為I相位數(shù)據(jù)的基準零值；