[發(fā)明專利]一種RF芯片本振鏡像自動校準方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710614280.9
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107425862B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金春;譚紅偉;徐紅波
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H04B1/00
• 分類號: H04B1/00;H04B1/40;H04B1/525
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 趙麗影;代文成

本發(fā)明公開一種RF芯片本振鏡像自動校準系統(tǒng)及方法，是一種利用MCU、FPGA、集成式寬帶RF收發(fā)器芯片(零中頻收發(fā)芯片)聯(lián)合進行自動校準發(fā)送端的本振泄露雜散和鏡像雜散的方法。該方法涉及到硬件電路的設(shè)計、RF芯片的配置、FPGA的代碼設(shè)計和MCU的校準算法實現(xiàn)，通過該方法校準可以節(jié)省大規(guī)模生產(chǎn)時的人力物力成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成式寬帶RF(射頻)收發(fā)器芯片本振鏡像自動校準方法，主要用于無線收發(fā)機。

背景技術(shù)

超外差結(jié)構(gòu)被認為是最可靠的收發(fā)機拓撲結(jié)構(gòu)，因為適當?shù)剡x擇中頻濾波器可以獲得極佳的選擇性和靈敏度。由于有多個變頻級，直流偏差和本振泄漏問題不會影響接收機的性能。但鏡像干擾抑制濾波器和信道選擇濾波器均為高Q值帶通濾波器，它們只能在片外實現(xiàn)，從而增大了接收機的成本和尺寸。目前，要利用集成電路制造工藝將這兩個濾波器與其它射頻電路一起集成在一塊芯片上存在很大的困難。因此，超外差接收機的單片集成因受到工藝技術(shù)方面的限制而難以實現(xiàn)。

由于零中頻收發(fā)機不需要片外高Q值帶通濾波器，可以實現(xiàn)單片集成，而受到廣泛的重視，零中頻收發(fā)機結(jié)構(gòu)較超外差收發(fā)機簡單許多。接收到的射頻信號經(jīng)濾波器和低噪聲放大器放大后，與互為正交的兩路本振信號混頻，分別產(chǎn)生同相和正交兩路基帶信號。由于本振信號頻率與射頻信號頻率相同，因此混頻后直接產(chǎn)生基帶信號，而信道選擇和增益調(diào)整在基帶上進行，由芯片上的低通濾波器和可變增益放大器完成。

零中頻收發(fā)機的架構(gòu)雖然具有高集成度以及低功耗的優(yōu)勢，但零中頻架構(gòu)本身并不是完美無缺的，也具有一些問題，如：本振泄漏、偶次失真、直流偏移、閃爍噪聲、I/Q失配等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種利用MCU（單片機）、FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）、集成式寬帶RF收發(fā)器芯片(零中頻收發(fā)芯片)聯(lián)合進行自動校準發(fā)送端的本振泄露雜散和鏡像雜散的方法。利用該方法，只需要將設(shè)備上電，打開校準開關(guān)，MCU就可以完成對零中頻收發(fā)機芯片發(fā)送端的本振泄露雜散校準和鏡像雜散校準。由于收發(fā)機芯片自帶的校準方案無法滿足射頻指標要求，需要人工手動進行校準，才能滿足指標；手動校準時，耗時耗力且還要使用儀器儀表，使得整體生產(chǎn)效率低下且成本高。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：在進行硬件設(shè)計時，將從RF芯片發(fā)射(TX)端口發(fā)送的射頻信號通過線路返回重新進入到RF芯片接收(RX)端口。發(fā)送端RF芯片的配置在使用過程中一直保持其正常配置，接收端RF芯片配置根據(jù)接收的射頻信號頻段進行相應(yīng)的本振調(diào)整。通過編寫FPGA程序發(fā)送單音信號給發(fā)送端RF芯片，接收端RF芯片將接收到的RF信號變?yōu)榛鶐盘枺鶐盘栠M入到FPGA后會進行窄帶濾波，分別得到主信號、本振信號和鏡像信號。通過調(diào)整發(fā)射端RF芯片(TX)中的本振校準寄存器和鏡像校準寄存器，得到最優(yōu)的結(jié)果使本振信號和鏡像信號盡可能的小，保存此時修改后的發(fā)送端RF芯片TX的配置。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

一種RF芯片本振鏡像自動校準系統(tǒng)，包括MCU、FPGA、發(fā)射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX、發(fā)射天線、接收天線；FPGA、發(fā)射端RF芯片TX、發(fā)射天線依次連接，接收天線、接收端RF芯片RX、FPGA依次連接，MCU分別與FPGA、發(fā)射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX連接；所述FPGA包括DDS模塊、MCU接口、變頻模塊、窄帶濾波模塊、功率統(tǒng)計模塊；DDS模塊與發(fā)射端RF芯片TX連接，接收端RF芯片RX、變頻模塊、窄帶濾波模塊、功率統(tǒng)計模塊依次連接。

所述MCU用于配置發(fā)射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX、讀寫FPGA的寄存器，通過讀取FPGA功率統(tǒng)計模塊統(tǒng)計的功率值然后調(diào)整發(fā)射端RF芯片TX配置完成RF芯片本振鏡像校準功能；

所述發(fā)射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX就是RF芯片，發(fā)射端RF芯片TX用于發(fā)送射頻信號，接收端RF芯片RX用于接收射頻信號；

所述發(fā)射天線用于將發(fā)射端RF芯片發(fā)送的射頻信號轉(zhuǎn)換為無線信號；