一种针对qam调制的片上集成实时校准网络
阅读说明：本技术 一种针对qam调制的片上集成实时校准网络 (On-chip integrated real-time calibration network for QAM modulation ) 是由 孟祥雨 郑圳鹏 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种针对QAM调制的片上集成实时校准网络,包括：幅度检测通路,用于对发射机xQAM调制方式的幅度进行检测并根据反馈的直流电压进行校准；相位检测通路,用于对发射机xQAM调制方式的相位进行检测并根据反馈的直流电压进行校准；反馈环路,用于反馈直流电压。本发明作为一种针对QAM调制的片上集成实时校准网络,可广泛应用于发射机校准网络领域。(The invention discloses an on-chip integrated real-time calibration network aiming at QAM modulation, which comprises: the amplitude detection path is used for detecting the amplitude of the xQAM modulation mode of the transmitter and calibrating according to the fed back direct current voltage; the phase detection access is used for detecting the phase of the xQAM modulation mode of the transmitter and calibrating according to the fed-back direct-current voltage; and the feedback loop is used for feeding back the direct-current voltage. The on-chip integrated real-time calibration network for QAM modulation can be widely applied to the field of transmitter calibration networks.)
技术领域
本发明涉及发射机校准网络领域，尤其涉及一种针对QAM调制的片上集成实时校准网络。
背景技术
传统的模拟发射机架构是由DAC，滤波器，混频器和功率放大器等模块构成。为了支持千兆位数据速率，传统的模拟发射机需要采用高采样率的DAC将数字I/Q基带转换为模拟信号，但是这些DAC通常非常耗电。这种极其耗电的高速基带处理模块是传统的发射机系统实现高效性能的主要限制因素。传统的线性功率放大器的线性度性能表现良好，但是能效比低。而且该类功率放大器在功率回退时功率会急剧下降，这使得这些发射器在传输非恒定包络信号时的效率会更低。而且传统模拟发射机的每个模块都具有苛刻的线性、噪声以及规范要求，增加了整个发射机系统的设计难度，而且大量的模拟电路模块占用了大量的硅片面积，成本高。与传统的发射机结构相比，RF-DAC发射机结构克服了传统的功率放大器因为低压电源造成的线性度和输出功率下降的问题，采用高速开关的模式，RF-DAC发射机可以工作在饱和输出功率下，具有良好的效率，目前RF-DAC发射机架构的发展面临着一些问题，其中限制RF-DAC发射机架构使用的最大问题是RF-DAC发射机在调制过程中会产生非线性失真。在调制过程中，RF-DAC发射机的输出功率可以由数字编码进行控制，数字发射机根据不同的数字编码可以得到不同的输出功率。但是数字发射机输出不同功率的信号时，会导致发射机的输出阻抗发生变化，从而会产生幅度调制失真。而且在不同输出功率下，功率单元的寄生电容的也不相同，从而导致输出相位也会发生变化，从而产生相位调制失真。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种针对QAM调制的片上集成实时校准网络，通过实时检测发射机的信号，通过反馈环路对发射机的状态进行实时校准。
本发明所采用的技术方案是：一种传送带式作物表型获取方法，包括以下步骤：
幅度检测通路，用于对发射机xQAM(x＝4(n+1)(n>＝1)，m＝2n-1)调制方式的幅度进行检测并根据反馈的直流电压进行校准，所述幅度检测通路包括功率检测器、第一比较器、第一D触发器、第一累加累减器和第一数模转换器，所述功率检测器、第一比较器、第一D触发器、第一累加累减器和第一数模转换器依次连接；
相位检测通路，用于对发射机xQAM调制方式的相位进行检测并根据反馈的直流电压进行校准，所述相位检测通路包括鉴相器、第二比较器、第二D触发器、第二累加累减器和第二数模转换器，所述鉴相器、第二比较器、第二D触发器、第二累加累减器和第二数模转换器依次连接；
反馈环路，用于反馈直流电压。
进一步，所述功率检测器具体包括：
第一无源网络分压模块，将幅度检测通路划分为饱和输出功率信号幅度检测通路和功率回退信号幅度检测通路，将不同功率的输入信号通过不同的分压比例得到相同的摆幅；
幅度检测模块，用于将幅度信息转化为直流电压；
第一采样开关模块，用于进行电容积分，从而得到与幅度信息对应的直流电压信息。
进一步，所述鉴相器具体包括：
第二无源网络分压模块，将相位检测通路划分饱和输出功率信号相位检测通路和功率回退信号相位检测通路，将不同功率的输入信号通过不同的分压比例得到相同的摆幅；
相位检测模块，比较射频信号和本振信号的相位信息，将相位信息转化为直流电压；
第二采样开关模块，对直流电压进行积分和保持；
差转单模块，将两个差分的直流电压通过差转单模块转化为单端的直流电压并输出。
进一步，功率检测器与采样开关进行结合，对连续的具有不同幅度的射频信号进行动态检测，并将连续信号的不同的幅度信息转化为直流电压。
进一步，鉴相器与快速切换的采样开关进行结合，对连续的具有不同相位的射频信号进行动态地鉴相，并将连续信号的不同的相位信息转化为直流电压。
进一步，所述第一采样开关模块和第二采样开关模块均包括接地开关和串联开关，所述接地开关采用数据方波信号进行控制，所述串联开关采用脉冲信号进行控制。
本发明方法、系统及装置的有益效果是：本发明支持对QAM调制的RF-DAC发射机的I路和Q路的调制模块进行实时检测，通过环路反馈对I路和Q路的调制模块的性能进行实时校准，选择最为合适的反馈电压，可以有效减小发射机调制过程中出现的幅度失真和相位失真的问题，从而减少发射机星座图的误差矢量幅度。
附图说明
图1是本发明一种针对QAM调制的片上集成实时校准网络的框架示意图；
图2是本发明具体实施例功率检测器的框架示意图；
图3是本发明具体实施例鉴相器的框架示意图；
图4是本发明具体实施例应用于RF-DAC发射机的框架示意图；
图5是本发明具体实施例采样开关的示意图；
图6是本发明具体实施例相位检测器的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
参照图1，本发明提供了一种针对QAM调制的片上集成实时校准网络，该方法包括以下步骤：
幅度检测通路，用于对发射机xQAM(x＝4(n+1)(n>＝1)，m＝2n-1)调制方式的幅度进行检测并根据反馈的直流电压进行校准，所述幅度检测通路包括功率检测器、第一比较器、第一D触发器、第一累加累减器和第一数模转换器，所述功率检测器、第一比较器、第一D触发器、第一累加累减器和第一数模转换器依次连接；
幅度检测通路通过功率检测器检测发射机的(m+1)种功率的射频信号，转化为(m+1)个直流电压，通过反馈环路得到m个幅度调节电压VMAG[1:m]。
相位检测通路，用于对发射机xQAM调制方式的相位进行检测并根据反馈的直流电压进行校准，所述相位检测通路包括鉴相器、第二比较器、第二D触发器、第二累加累减器和第二数模转换器，所述鉴相器、第二比较器、第二D触发器、第二累加累减器和第二数模转换器依次连接；
相位检测通路通过相位检测器检测发射机的(m+1)种功率的射频信号的相位，转化为(m+1)个直流电压，通过反馈环路得到m个幅度调节电压VPHASE[1:m]。
反馈环路，用于反馈直流电压。
当应用于xQAM调制(x＝4(n+1)(n>＝1),m＝2n-1)时，功率检测器会得到m个不同功率回退的信号幅度所对应的VMAGL1-VMAGLm，会得到1个饱和输出功率信号幅度所对应的直流电压VMAGH。反馈环路有m个，而VMAGL1-VMAGLm会分别与VMAGH通过m个比较器进行，然后通过D触发器将比较器进行锁存。通过累加累减器和DAC分别得到VMAG1-VMAGm，对RFDAC发射机的不同功率回退的信号的幅度进行调整。
当应用于xQAM调制(x＝4(n+1)(n>＝1),m＝2n-1)时，鉴相器会得到n个不同功率回退的信号相位所对应的VPHASEL1-VPHASELm，会得到1个饱和输出功率信号相位所对应的直流电压VPHASEH。反馈环路有m个，而VPHASEL1-VPHASELm会分别与VPHASEH通过m个比较器进行，然后通过D触发器将比较器进行锁存。通过累加累减器和DAC分别得到VPHASE1-VPHASEm，对RFDAC发射机的不同功率回退的信号的相位进行调整。
进一步作为本方法的优选实施例，参照图2，所述功率检测器具体包括：
第一无源网络分压模块，将幅度检测通路划分为饱和输出功率信号幅度检测通路和功率回退信号幅度检测通路，将不同功率的输入信号通过不同的分压比例得到相同的摆幅；
其中无源网络分压模块主要由一个串联电容和并联电容构成，串联电容Cs一般保持不变，通过改变并联电容C1,C2…C(m+1)的值来改变分压比例。例如，当调制方式为16QAM时，Cs假设为5fF，C1为5fF，则C2为25fF，电容的分压比例公式为则饱和输出功率信号幅度检测通路和功率回退信号幅度检测通路1的无源网络分压比例为1:3。相较于电阻分压网络，由电容构成的无源网络分压模块可以对射频信号进行更精确地分压。根据xQAM调制的不同，在(m+1)个信号幅度检测通路中，无源网络分压模块的分压比例依次为1:3:5:…：(2m-1):(2m+1)。例如，当调制方式为64QAM的时候，此时的n＝2，m＝3。此时3个功率回退信号幅度检测通路和一个饱和输出功率信号幅度检测通路的分压比例的比值为1:3:5:7。
幅度检测模块，用于将幅度信息转化为直流电压；
第一采样开关模块，用于进行电容积分，从而得到与幅度信息对应的直流电压信息。
另外，功率信号幅度检测通路和功率回退信号幅度检测通路均包括对应的无源网络分压单元、幅度检测单元和采样开关单元。这两个检测通路的不同是由无源网络分压单元的不同而进行区分。
进一步作为本方法的优选实施例，参照图3，所述鉴相器(即相位检测器)具体包括：
第二无源网络分压模块，将相位检测通路划分饱和输出功率信号相位检测通路和功率回退信号相位检测通路，将不同功率的输入信号通过不同的分压比例得到相同的摆幅；
其中无源网络分压模块主要由一个串联电容和并联电容构成。串联电容Cs一般保持不变，通过改变并联电容C1,C2…C(m+1)的值来改变分压比例。例如，当调制方式为16QAM时，Cs假设为5fF，C1为5fF，则C2为25fF，电容的分压比例公式为则饱和输出功率信号幅度检测通路和功率回退信号幅度检测通路1的无源网络分压比例为1:3。根据xQAM调制的不同，在(m+1)个信号相位检测通路中，无源网络分压模块的分压比例依次为1:3:5:…：(2m-1):(2m+1)。
相位检测模块，比较射频信号和本振信号的相位信息，将相位信息转化为直流电压；
第二采样开关模块，对直流电压进行积分和保持；
差转单模块，将两个差分的直流电压通过差转单模块转化为单端的直流电压并输出。
进一步作为本方法优选实施例，功率检测器与采样开关进行结合，对连续的具有不同幅度的射频信号进行动态检测，并将连续信号的不同的幅度信息转化为直流电压。
进一步作为本方法优选实施例，鉴相器与快速切换的采样开关进行结合，对连续的具有不同相位的射频信号进行动态地鉴相，并将连续信号的不同的相位信息转化为直流电压。
具体地，参照图6，鉴相器进行鉴相，通过单平衡混频器，对输入的射频信号进行鉴相，并且通过采样开关模块。采样开关的接地开关采用数据方波信号进行控制，而串联开关由脉冲开关进行控制。直流电压经过采样开关后，通过电容积分得到两个直流电压，最后差分信号通过差转单模块转成单端信号，利用电容积分得到一个直流电压。
进一步作为本方法优选实施例，所述第一采样开关模块和第二采样开关模块均包括接地开关和串联开关，所述接地开关采用数据方波信号进行控制，所述串联开关采用脉冲信号进行控制。
具体地，参照图5，采样开关主要由两部分组成，由晶体管M1组成的接地开关和由晶体管M2-M5组成的串联开关构成。接地开关采用数据方波信号进行控制，而串联开关采用脉冲信号进行控制。接地开关可以排除掉VIN输入信号的不相关部分的信号的干扰，而串联开关采用脉冲信号的方式进行控制，可以避免VIN输入信号和采用开关的导通信号边沿对准问题，可以提高采样电压的准确率。
参照图4，本发明主要应用于xQAM调制方式的RF-DAC正交发射机(x＝(n+1)4(n>＝1))，I路和Q路的自检测网络分别通过对I路和Q路的RF-DAC发射机进行幅度检测和相位检测，并且反馈回2n个幅度调节的直流电压值以及2n个相位调节的直流电压值。VMAGI[1:n]和VMAGQ[1:n]对RF-DAC发射机进行幅度校准，VPHASEI[1:n]和VPHASEQ[1:n]对RF-DAC发射机进行相位校准，使RF-DAC发射机减小非线性失真，有效提高发射机的调制信号的质量。
上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
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