测量接收机的rc/cr相位误差校准方法及装置

文档序号:24446 发布日期:2021-09-21 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 测量接收机的rc/cr相位误差校准方法及装置 (RC/CR phase error calibration method and device of measuring receiver ) 是由 程振国 秋旭亚 于 2019-07-18 设计创作,主要内容包括:提供一种电路,所述电路包括RC-CR电路和第二电路。所述RC-CR电路通过RC路径在第一输出节点处输出第一信号,通过CR路径在第二输出节点处输出第二信号。所述第二电路通过所述RC路径在所述第一输出节点处与所述RC-CR电路耦合。所述第二电路包括并联耦合的电容器阵列以及多个开关,所述电容器阵列中的每一个电容器与所述多个开关中的对应开关串联连接。所述电容器阵列中的每一个电容器及其对应的开关耦合在所述第一输出节点与接地之间。所述多个开关被接通或断开,使得所述第一信号与所述第二信号的相位差处于预定相位范围内。(A circuit is provided that includes an RC-CR circuit and a second circuit. The RC-CR circuit outputs a first signal at a first output node through an RC path and a second signal at a second output node through a CR path. The second circuit is coupled to the RC-CR circuit at the first output node through the RC path. The second circuit includes an array of capacitors coupled in parallel and a plurality of switches, each capacitor in the array of capacitors connected in series with a corresponding switch in the plurality of switches. Each capacitor of the capacitor array and its corresponding switch are coupled between the first output node and ground. The plurality of switches are turned on or off so that a phase difference of the first signal and the second signal is within a predetermined phase range.)

测量接收机的RC/CR相位误差校准方法及装置

相关申请案交叉申请

本申请要求于2018年7月20日递交的序列号为16/041,118、发明标题为“测量接收机的RC/CR相位误差校准方法及装置(Method and Apparatus for RC/CR Phase ErrorCalibration of Measurement Receiver)”的美国非临时专利申请案的优先权,其全部内容通过引用并入本文中,如全文再现一般。

技术领域

本发明大体上涉及无线通信,在特定实施例中涉及用于对测量接收机进行RC/CR相位误差校准的技术和机制。

背景技术

测量接收机已经广泛用于测量无线电信号的特性,所测量的特性可用于无线通信系统中无线电信号的校准和处理方法。

发明内容

技术优势通常通过本发明的实施例来实现,这些实施例描述了用于对测量接收机进行RC/CR相位误差校准的方法和装置。

根据本发明的一方面,提供了一种电路,所述电路包括:RC-CR电路,用于对在所述RC-CR电路的输入节点处接收到的输入信号进行相移,其中,所述RC-CR电路具有第一输出节点,所述第一输出节点通过第一输出路径输出第一输出信号,并且所述RC-CR电路具有第二输出节点,所述第二输出节点通过第二输出路径输出第二输出信号;第一电路,通过所述第一输出路径在所述第一输出节点处与所述RC-CR电路耦合,其中,所述第一电路包括并联耦合的电容器阵列以及多个开关,所述电容器阵列中的每一个电容器的第一端子与所述RC-CR电路的所述第一输出节点耦合,所述电容器阵列中的每一个电容器的第二端子通过所述多个开关中的对应开关与所述电路的接地耦合,其中,以可控方式接通或断开所述多个开关中的每一个开关,使得所述RC-CR电路的所述第一输出信号与所述第二输出信号的相位差处于预定相位范围内。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列中的每一个电容器的电容等于通过预定加权因子加权的相同电容值。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述RC-CR电路还包括:第一电阻器,具有通过第一电容器与所述电路的所述接地串联耦合的第一端子,以及与所述RC-CR电路的所述输入节点耦合的第二端子,其中,所述第一电阻器和所述第一电容器的公共节点与所述RC-CR电路的所述第一输出节点耦合;第二电容器,具有通过第二电阻器与所述电路的所述接地串联耦合的第一端子,以及与所述RC-CR电路的所述输入节点耦合的第二端子,其中,所述第二电阻器和所述第二电容器的公共节点与所述RC-CR电路的所述第二输出节点耦合;其中,所述第一电阻器和所述第二电阻器中的每一个电阻器具有固定的电阻,所述第一电容器和所述第二电容器中的每一个电容器具有固定的电容。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述RC-CR电路中的所述第一电容器和所述第二电容器具有相同的电容。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述RC-CR电路中的所述第一电容器和所述第二电容器具有不同的电容。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列中的一个电容器的电容是所述RC-CR电路中所述第一电容器或所述第二电容器的电容的预定分数。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述预定分数为5%、10%或20%。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述第一电容器的电容是所述第二电容器的电容的分数。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列中的一个电容器的电容与所述RC-CR电路中的所述第一电容器的电容相同。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列包括n个电容器,所述n个电容器中的第i个电容器的电容为(2i–1*Cs),其中,i=1、2,……,n,Cs为电容值,n和i分别为大于0的整数。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电路还包括:第一缓冲器,与所述RC-CR电路的所述第一输出节点耦合,所述第一缓冲器接收所述第一输出信号;第二缓冲器,与所述RC-CR电路的所述第二输出节点耦合,所述第二缓冲器接收所述第二输出信号;混频器,用于从所述第一缓冲器和所述第二缓冲器接收输出信号。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述多个开关包括n沟道金属氧化物半导体(n-channel metal-oxide-semiconductor,NMOS)场效应晶体管开关。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述RC-CR电路的所述输入信号的频率在660MHz至6GHz的范围内。

根据本发明的另一方面,提供了一种移动设备,所述移动设备包括:第一电路,用于对在所述第一电路的输入节点处接收到的输入信号进行相移,其中,所述第一电路具有第一输出节点,所述第一输出节点通过第一输出路径输出第一输出信号,并且所述第一电路具有第二输出节点,所述第二输出节点通过第二输出路径输出第二输出信号;第二电路,通过所述第一输出路径在所述第一输出节点处与所述第一电路耦合,其中,所述第二电路包括并联耦合的电容器阵列以及多个开关,所述电容器阵列中的每一个电容器与所述多个开关中的对应开关串联连接,并且所述电容器阵列中的每一个电容器及其对应开关耦合在所述第一电路的所述第一输出节点与接地之间,其中,以可控方式接通或断开所述多个开关中的每一个开关,使得所述第一电路的所述第一输出信号与所述第二输出信号的相位差处于预定相位范围内。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述第一电路还包括:第一电阻器,与第一电容器串联连接,所述第一电阻器和所述第一电容器耦合在所述第一电路的所述输入节点与所述接地之间,其中,所述第一电阻器和所述第一电容器的公共节点与所述第一电路的所述第一输出节点耦合;第二电容器,与第二电阻器串联连接,所述第二电容器和所述第二电阻器耦合在所述第一电路的所述输入节点与所述接地之间,其中,所述第二电阻器和所述第二电容器的公共节点与所述第一电路的所述第二输出节点耦合;其中,所述第一电阻器和所述第二电阻器中的每一个电阻器具有固定的电阻,所述第一电容器和所述第二电容器中的每一个电容器具有固定的电容。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列中的一个电容器的电容是所述第一电路中所述第一电容器或所述第二电容器的电容的预定分数。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述预定分数为5%、10%或20%。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列包括n个电容器,所述n个电容器中的第i个电容器的电容为(2i–1*Cs),其中,i=1、2,……,n,Cs为电容值,n和i分别为大于0的整数。

可选地,在上述方面的任一方面中,所述电容器阵列中的每一个电容器的电容等于通过预定加权因子加权的相同电容值。

根据本发明的另一方面,提供了一种方法,所述方法包括:确定RC-CR电路输出的第一信号与第二信号之间的相位差,其中,所述RC-CR电路用于:对所述RC-CR电路的输入信号进行相移,在所述RC-CR电路的第一输出节点处输出所述第一信号,在所述RC-CR电路的第二输出节点处输出所述第二信号;接通或断开与所述RC-CR电路连接的电路中的多个开关中的一个或多个开关,使得所述相位差处于预定相位范围内,所述电路在所述RC-CR电路的所述第一输出节点处与所述RC-CR电路连接,并且包括多个电容器和多个开关,其中,所述多个电容器并联耦合,所述多个电容器中的每一个电容器与所述多个开关中的对应开关串联耦合,并且所述多个电容器中的每一个电容器及其对应开关耦合在所述RC-CR电路的所述第一输出节点与接地之间。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点,现在参考下文结合附图进行的描述,其中:

图1示出了实施例无线通信系统的示图;

图2示出了实施例测量接收机的示图;

图3示出了RC-CR电路的示图;

图4示出了RC-CR电路的示图;

图5示出了包括RC-CR电路的实施例电路的示图;

图6示出了包括RC-CR电路的另一实施例电路的示图;

图7示出了包括RC-CR电路的又一实施例电路的示图;

图8示出了包括RC-CR电路的又一实施例电路的示图;

图9示出了用于RC/CR相位误差校准的实施例方法的流程图;

图10示出了实施例无线通信网络的示图;

图11示出了实施例处理系统的示图;

图12示出了实施例收发机的示图;

除非另有指示,否则不同图中的对应数字和符号通常指代对应部件。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面,因此未必是按比例绘制的。

具体实施方式

下文详细描述本发明实施例的制作和使用。然而,应了解,本文所公开的概念可以在多种具体上下文中体现,且本文所描述的具体实施例仅是说明性的,而不限制权利要求书的范围。另外,应理解的是,可在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下,对本文做出各种改变、替代和更改。

RC-CR电路在第一输出节点处输出第一信号,在第二输出节点处输出第二信号。第一信号与第二信号的相位差等于预定相位,例如90°,或者处于预定相位范围内。然而,在许多情况下,例如,由于负载阻抗失配、布局等,相位差可能偏离预定相位或超出预定相位范围。

本发明的实施例提供一种用于调整或校准相位差的电路,以使相位差具有期望值。根据一个实施例,所述电路包括RC-CR电路和校准电路。RC-CR电路通过RC路径在第一输出节点处输出第一信号,通过CR路径在第二输出节点处输出第二信号。校准电路通过RC路径在第一输出节点处与RC-CR电路耦合。校准电路包括电容器阵列以及多个开关,所述电容器阵列中的每一个电容器与所述多个开关中的对应开关串联连接。所述电容器阵列中的每一个电容器及其对应的开关耦合在所述第一输出节点与接地之间。多个开关中的每一个开关被接通或断开,使得第一信号与第二信号的相位差处于预定相位范围内。所述电路可用于测量接收机中以进行信号测量。

已知测量接收机用于测量无线电信号的特性,如信号强度和质量,包括泄漏、图像和线性等。通常,特性测量可用于进行校准,例如,在工厂中校准、实验室校准,或无线通信系统的无线信号或无线通信系统所采用的处理方法的实时校准。例如,测量接收机可用于进行工厂发送机自动功率控制(Tx APC)校准、工厂发送机/测量接收机(Tx/MRx)本机振荡器泄漏和频率相关(frequency dependent,FD)的I/Q图像校准、工厂Tx计数器3阶互调产物(Tx 8相CIM3)校准、对最高输出功率(例如,从功率放大器传递到天线的功率)的实时模式发送功率检测、最高输出功率的实时数字预失真(digital pre-distortion,DPD)、最高输出功率的实时模式天线调谐以及实时FD I/Q图像校准。

在一个示例中,测量接收机可用于对通过发送机的同相(I)路径和正交(Q)路径发送的信号进行工厂或实时模式FD I/Q图像校准。I/Q发送机通常由于I路径与Q路径之间的增益和相位不平衡而遭受图像失真。可以使用测量接收机测量不平衡,然后可以根据测量结果校正图像失真。

图1示出了实施例通信系统100的示图。通信系统100包括发送机(Tx)102、第一校正单元104、测量接收机(MRx)106、第二校正单元108、频率相关的I/Q失配估计(frequencydependent I/Q mismatch estimation,FD-IQME)单元110、耦合器112、天线114和功率放大器(power amplifier,PA)116。发送机102可以是线性I/Q发送机。第一校正单元104通过I/Q路径,即I1和Q1,接收基带信号,并且从FD-IQME单元110接收校正信号。例如,第一校正单元104可以消除从发送机102或PA 116输出的信号的频率相关的图像失真。然后,第一校正单元104输出校正后的I/Q路径信号,即I2、Q2。第一校正单元104可包括基带数字处理器,例如,专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)或现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA),该基带数字处理器可以数字方式实现Tx频率相关的图像校正。发送机102接收并处理I2和Q2,并产生适合发送的发送信号S0。PA 116接收信号S0并输出通过天线114发送的信号S1。还通过耦合器112将发送信号S1馈送到MRx106中。也可以将信号S0直接馈送到MRx 106(未示出)中以进行测量。MRx 106测量发送信号S0/S1,并通过I/Q路径输出信号I3和Q3。第二校正单元108接收I3和Q3,并根据来自FD-IQME110的控制信号对I3和Q3进行失真校正。I3和Q3的信号失真可能由发送机102造成。第二校正单元108输出I4和Q4并将它们馈送到FD-IQME 110中。第二校正单元108可包括基带数字处理器(例如,ASIC或FPGA),该基带数字处理器可以数字方式实现MRx频率相关的图像校正。FD-IQME 110接收I1、Q1和I4、Q4,根据I4、Q4对从发送机102和/或PA 116输出的信号的信号失真进行估计,并输出控制信号以供第一校正单元104和第二校正单元108相应地进行失真校正。FD-IQME 110可以包括基带数字处理器(例如,ASIC或FPGA,甚至固件),该基带数字处理器可以实现频率相关的I/Q失配估计,以产生Tx和MRx频率相关的校正信号。

图2示出了MRx的实施例电路200的示图。电路200可用于图1所示的通信系统100的MRx 106中。电路200包括射频(radio frequency,RF)衰减器202、低噪声放大器(low noiseamplifier,LNA)204、RC-CR电路206、RF缓冲器208、210、混频器212、中频(intermediatefrequency,IF)可变增益放大器(variable gain amplifier,VGA)214和IF滤波器216。RF衰减器202对接收到的RF信号进行衰减,并将输出信号馈送到LNA 204。LNA 204接收并放大来自RF衰减器202的输出信号,从而产生放大信号。在一个示例中,在接收到的RF信号的强度较高的情况下,接收到的RF信号可以通过RF衰减器202衰减并馈送到RC-CR电路206中,从而绕过LNA 204。在另一个示例中,在接收到的RF信号的强度较小的情况下,可以将接收到的RF信号馈送到LNA 204以进行放大,从而绕过RF衰减器202。RC-CR电路206接收放大信号并对其进行相移,并且在RC路径上输出第一信号,在CR路径上输出第二信号。两个信号(即,第一信号和第二信号)具有预定义值的相移。分别将两个信号传递到RF缓冲器208、210,然后传递到混频器212。混频器212可以输出具有中频的信号,以用于后续处理。例如,如图所示,混频器212输出的信号可以通过IF VGA 214放大,并且通过IF滤波器216滤波,以产生滤波后的IF信号。

RC-CR电路206也可以称为相移电路或RC-CR网络。RC-CR电路用于对输入信号进行相移,并且用于产生相位差为设计的相位值的两个输出信号。在该示例中,RC-CR电路206配置成使得两个输出信号的相位差等于90度。然而,由于处理变化、负载阻抗(例如,由负载和寄生效应引起),相位差可能不完全等于预定义相位。例如,相位差可以处于预定义相位的相位范围内,即{P–Δ,P+Δ},其中P表示预定义相位,例如90°,Δ表示允许相位差的最大相位误差。例如,相位差可以处于{90°–0.5°,90°–0.5°}或{90°–0.03°,90°+0.03°}的相位范围内。通常,相位差越接近预定义相位,RC-CR电路的RC-CR相位准确度越高。在一个示例中,当RC-CR电路的相位差处于预定义相位范围内时,可以认为RC-CR电路产生可接受的或准确的RC-CR相移。然而,当RC-CR电路的相位差超出预定义相位范围时,会出现RC-CR相位误差。MRx的RC/CR相位准确度会影响在蜂窝发送机的工厂或实时模式FD I/Q图像校准等中MRx的性能。

图3示出了RC-CR电路300的示图。RC-CR电路300是传统RC-CR电路,该传统RC-CR电路对输入信号进行相移,以产生相位差为90°的两个输出信号。RC-CR电路300包括RC电路310和CR电路320。RC电路310包括电阻器312和电容器314。电阻器312和电容器314串联连接,并且耦合在RC-CR电路330的输入节点332与接地334之间。CR电路320包括电阻器322和电容器324。电阻器322与电容器324串联连接,并且耦合在输入节点332与接地334之间。电阻器312和电容器314的公共节点与RC-CR电路300的第一输出节点336耦合。第一输出节点336可以称为RC-CR电路300的RC路径上的输出节点。电阻器322和电容器324的公共节点与RC-CR电路300的第二输出节点338耦合。第二输出节点338也可以称为RC-CR电路300的CR路径上的输出节点。RC电路310中的电阻器312和电容器314可以分别称为RC路径电阻器和RC路径电容器,CR电路320中的电阻器322和电容器324可以分别称为CR路径电阻器和CR路径电容器。RC-CR电路300在输入节点332处接收输入信号,在第一输出节点336处输出第一信号,在第二输出节点338处输出第二信号。电阻器312、322和电容器314、324设计成具有使得两个信号(即,第一信号和第二信号)的相位差等于90度的值。

图4示出了RC-CR电路400的示图。图4示出了考虑电路负载和寄生效应的等效RC-CR电路。如图所示,RC-CR电路400包括类似于RC-CR电路300的电路401。电路401包括电阻器402、406和电容器404、408。电阻器402(即,RC路径电阻器)和电容器404(即,RC路径电容器)串联连接并耦合在RC-CR电路400的输入节点410与接地412之间。电阻器406(即,CR路径电阻器)和电容器408(即,CR路径电容器)串联连接并耦合在RC-CR电路400的输入节点410与接地412之间。电阻器402和电容器404的公共节点在RC路径上与第一输出节点414连接,电阻器406和电容器408的公共节点在CR路径上与第二输出节点416连接。RC-CR电路400分别在第一输出节点414和第二输出节点416处产生两个输出信号,这两个输出信号的相位差为预定义相位。

RC-CR电路400还包括电阻器418、422和电容器420、424。电阻器418和电容器420并联连接并耦合在第一输出节点414与接地412之间。电阻器422和电容器424并联连接并耦合在第二输出节点416与接地412之间。电阻器418、422和电容器420、424分别表示RC路径和CR路径上的负载和寄生阻抗。

在一个示例中,电阻器402、406可以具有相同的电阻,例如由R表示,电容器404、408可以具有相同的电容,例如由C表示,电路401设计成产生相位差为90°的两个输出信号。在这种情况下,当电阻器418、422具有相同的电阻Rp,电容器420、424具有相同的电容Cp时,第一输出节点414和第二输出节点416处的两个输出信号可以具有相位θRC和θCR,分别表示为:

也就是说,这两个输出信号的相位差等于90°。这表示当RC路径和CR路径上的负载阻抗匹配(即,相同)时,RC-CR电路400在输入节点410处接收输入信号,并输出相位差为90°的两个信号。第一输出节点414处的输出信号的相位可以称为RC相位,第二输出节点416处的输出信号的相位可以称为CR相位。因此,RC-CR相位差为90°。

然而,实际上,RC网络和CR网络以及RC路径和CR路径上的负载阻抗通常并不彼此匹配,这导致输出信号的RC-CR相位差偏离预定义的90°(从而导致RC-CR相位误差或偏差),RC-CR相位准确度降低。因此,RC-CR相位准确度较低会导致MRx的测量和校准性能降低。RC-CR网络以及RC-CR网络的RC路径与CR路径之间的负载阻抗的失配可能由各种因素引起,如电路(例如,与RC-CR电路连接以进行信号处理的电路)的处理变化,和/或电路布局,所述电路布局涉及不可控的布局行为,如布线、耦合、间距布置、定位等。在覆盖多个频带(例如,600MHz至6GHz)的宽频率范围内,特别是对于高频(例如,6GHz),设计近恒定相位差是一项具有挑战性的任务。

已经提出并利用了各种方法和机制来提高RC-CR电路的RC-CR相位准确度,例如,通过降低RC路径与CR路径之间的阻抗和/或电容失配。图5示出了电路500的示图。电路500包括LNA 502、RC-CR电路504、RF缓冲器506、508以及混频器510。LNA放大接收信号并馈送到RC-CR电路504中。RC-CR电路504产生相位差为预定义值的两个输出信号。然后,分别将两个输出信号传递到RF缓冲器506、508,并且传递到混频器510。RC-CR电路504用于通过调整RC路径和CR路径电容器来减小RC-CR相位误差。RC-CR电路504包括电阻器512、514和电容器516、518。电阻器512和电容器516串联连接并耦合在RC-CR电路504的输入节点520与接地522之间。电阻器514和电容器518串联连接并耦合在输入节点520与接地522之间。可各自调整RC路径电容器516和CR路径电容器518以具有不同的电容,以便减少布局寄生失配,从而减少RC路径与CR路径之间的电容失配。

图6示出了电路600的示图。如图所示,电路600包括RC-CR电路601。RC-CR电路601用于通过调整RC路径和CR路径电容来减小RC-CR相位误差。如图所示,RC-CR电路601包括电阻器602、606、第一电容器阵列604和第二电容器阵列608。电阻器602和第一电容器阵列604串联连接并耦合在接收输入信号Vin的输入节点610与接地612之间。第一电容器阵列604等效于RC-CR电路601的RC路径电容器。电阻器606和第二电容器阵列608串联连接并耦合在输入节点610与接地612之间。第二电容器阵列608等效于RC-CR电路601的CR路径电容器。第一电容器阵列604包括多个并联连接的电容器。多个电容器中的每一个电容器通过开关与接地612耦合。通过接通或断开开关,第一电容器阵列604可以具有不同的电容。第二电容器阵列608包括多个并联连接的支路。每个支路包括通过开关串联连接的两个电容器。通过接通或断开这些开关,第二电容器阵列608也可以具有不同的电容。电阻器602和第一电容器阵列604的公共节点在RC路径上与输出节点614连接,并且从输出节点614输出第一输出信号。电阻器606和第二电容器阵列608的公共节点在CR路径上与输出节点616连接,并且从输出节点616输出第二输出信号。然后,将第一信号和第二信号分别馈送到RF缓冲器618、620中,随后传递到输出信号Vout的混频器624。在该示例中,RC路径电容器(由第一电容器阵列604表示)和CR路径电容器(由第二电容器阵列608表示)都可以通过第一电容器阵列604和第二电容器608阵列中的开关来调整,以减少RC路径与CR路径之间的寄生失配。

如图5和图6所示的电路500和600通过利用可调整的(而不是固定的)RC路径和CR路径电容器来修改传统的RC-CR电路(如图3所示),并且尝试调整RC路径和CR路径电容,以减少处理和寄生失配。这使得RC路径与CR路径之间的电容匹配相对复杂。另外,如上所述,电路600中的第二电容器阵列608包括并联连接的支路,每个支路包括通过开关串联连接的两个电容器。利用每个支路中通过开关串联连接的两个电容器也会使CR路径电容与RC路径电容的匹配变得复杂。此外,第一电容器阵列604(即,在RC路径上)中开关的漏极和源极的电位与第二电容器阵列608(即,在CR路径上)中开关的漏极和源极的电位不同,并且RC路径和CR路径上的开关之间的电位差可能导致额外的RC-CR相位误差。

图7示出了实施例电路700的示图。电路700可以包括在MRx中,例如图1中所示的MRx 106中。如图所示,电路700包括LNA 702、RC-CR电路704、RC-CR相位误差校准电路706、RF缓冲器708、710以及混频器712。LNA 702对接收到的信号进行放大,并将输出信号馈送到RC-CR电路704中。RC-CR电路704在输入节点730处接收输入信号,对输出信号进行相移,并在RC-CR电路704的RC路径上输出第一信号,在RC-CR电路704的CR路径上输出第二信号。两个信号(即,第一信号和第二信号)具有预定义的相位差,例如90°。RC-CR相位误差校准电路706沿着RC-CR电路704的RC路径与RC-CR电路704连接,用于校准RC-CR电路704的RC-CR相位误差。将RC-CR电路704输出的两个信号传递到RF缓冲器708和710,并馈送到混频器712中。

RC-CR电路704类似于图3所示的RC-CR电路300。如图所示,RC-CR电路704包括具有电阻器722和电容器724的RC电路。电阻器722和电容器724串联连接,并耦合在电路700的输入节点730与接地732之间。RC-CR电路704还包括具有电阻器726和电容器728的CR电路。电阻器726与电容器728串联连接,并耦合在输入节点730与接地732之间。电阻器722和电容器724的公共节点与RC-CR电路704的第一输出节点734耦合。电阻器726和电容器728的公共节点与RC-CR电路704的第二输出节点736耦合。电阻器722、726中的每一个电阻器具有固定的电阻,电容器724、728中的每一个电容器具有固定的电容。RC-CR电路704可配置成使得在第一输出节点734处输出的第一信号和在第二输出节点736处输出的第二信号的相位差为预定义相位值。电阻器722、726可以具有相同的电阻。电容器724、728可以具有相同或不同的电容。电路700或RC-CR电路704可以使用中国台湾半导体制造有限公司的16nm鳍式场效晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)制造技术(下文简称“TSMC 16nm FinFET制造技术”)制造。TSMC 16nm FinFET制造技术是TSMC用于生产芯片的一种技术。

RC-CR相位误差校准电路706在RC路径上第一输出节点734处与RC-CR电路704连接。RC-CR相位误差校准电路706包括多个并联耦合的电容器,即电容器742、744、746、748。RC-CR相位误差校准电路706还包括多个开关,即开关752、754、756、758。电容器742、744、746、748分别通过开关752、754、756、758与接地732耦合。电容器742、744、746、748中的每一个电容器对应于开关752、754、756或758。电容器742、744、746、748中的每一个电容器的第一端子与RC-CR电路704的第一输出节点734连接,电容器742、744、746、748中的每一个电容器的第二端子与其对应的开关,即752、754、756、758连接。也就是说,电容器742、744、746、748中的每一个电容器及其对应的开关752、754、756、758分别耦合在第一输出节点734与接地732之间。开关752、754、756、758可以是n沟道金属氧化物半导体(n-channel metal-oxide-semiconductor,NMOS)场效应晶体管开关。通过接通或断开开关752、754、756、758,RC-CR相位误差校准电路706可以在RC-CR电路704的RC路径上加载不同的电容,因此改变RC-CR电路704的RC路径上的电容。因此,可以调整在第一输出节点734和第二输出736处输出的第一信号与第二信号之间的相位差。在该示例中,使用RC-CR相位误差校准电路706调整RC-CR电路704的RC路径电容。RC-CR相位误差校准电路706校准RC-CR电路704输出的两路信号之间的相位差,使得相位差等于90°或者处于预定义的相位范围内。

尽管图7示出了RC-CR相位误差校准电路706中包括了四个电容器,但本领域的普通技术人员将认识到,RC-CR相位误差校准电路706中可以包括任何数量的适用电容器。例如,RC-CR相位误差校准电路706可以包括3个、6个或8个并联连接的电容器。在另一示例中,RC-CR相位误差校准电路706中包括的电容器数量可以等于2n,其中,n为大于1的整数。例如,RC-CR相位误差校准电路706可以包括2个、4个、8个、16个或32个电容器。每个电容器对应于一个开关,并且每个电容器通过其对应的开关与接地连接。可以根据RC-CR相位准确度要求来确定RC-CR相位误差校准电路706中包括的电容器数量。

电容器742、744、746、748中的部分或全部可以具有相同的电容或不同的电容。例如,电容器742、744、746可以具有相同电容,该相同电容与电容器748的电容不同。在另一示例中,电容器742、744、746、748中的一个电容器的电容可以等于电容器724的电容。在又一示例中,电容器742、744、746、748中的一个电容器的电容可以等于电容器724或电容器728的电容的分数。在一个实施例中,电容器742、744、746、748的电容可以都等于通过加权因子加权的预定义值。例如,电容器742、744、746、748的电容可以分别为a1*x、a2*x、a3*x和a4*x,其中,x为预定义的电容值,a1、a2、a3和a4为加权因子。在一个示例中,加权因子a1、a2、a3和a4的值可以分别为1、2、3和4。在RC-CR相位误差校准电路706包括n个并联连接的电容器C1,……,Ci,……,Cn的情况下,n个电容器的电容都可以为ai*x,其中,i=1、2,……,n,x为预定义的电容值。在一个示例中,ai的值可以为2i–1。在另一示例中,ai的值可以为2–(i–1)。在RC-CR相位误差校准电路706的n个电容器的电容分别为2i–1或2–(i–1)的情况下,其中,i=1、2,……,n,所述n个电容器可以称为二进制加权电容器阵列或二进制电容器阵列。

可以确定RC-CR相位误差校准电路706中包括的电容器数量和/或电容器的电容,从而可以调整RC-CR电路704的RC路径上的电容,因此,可以将在第一输出节点734和第二输出端736处输出的第一信号与第二信号之间的相位差调整为等于预定义的相位值,例如90°,或者处于预定义的相位范围内,例如{P–Δ,P+Δ},其中,P表示预定义相位,例如90°,Δ表示允许相位差的最大相位误差。例如,Δ的值可以为0.1°、0.05°、0.5°、1°等。在一个示例中,电容器742、744、746、748中的最小电容可以等于电容器724(即,RC-CR电路704的RC路径电容器)的电容的分数。分数可以是预定值,如1/10、1/20、1/5、1/30等。因此,可以根据RC-CR电路的相位误差校正所需的分辨率确定该分数,即电容器阵列中的最小电容。相位误差校正的分辨率决定了需要调整的最小相位误差。相位误差校正的分辨率越高,所需要的分数可能越小。

电路700还可以包括控制电路760,所述控制电路760输出控制信号以接通和断开开关752、754、756、758中的一个或多个开关。在一个示例中,控制电路760可以输出四比特控制信号,每个比特对应于多个开关中的一个开关,从而指示是接通还是断开对应的开关。例如,控制电路760可以输出1001,所述1001指示接通开关752和758,并断开开关754和756。在这种情况下,比特1表示接通,比特0表示断开。可以使用N个比特控制n个开关。本领域的普通技术人员将认识到用于接通/断开开关的许多变型和替代方案。控制电路760可以根据来自相位误差估计单元的输入信号(如图1中示出的FD-IQME 110)确定控制信号。相位误差估计单元可以用于接收RC-CR电路704的两个输出信号的相位,确定两个输出信号之间的相位差,并估计相位差误差。相位误差估计单元还可以用于确定相位差需要和可以校正的程度,并据此产生切换开关的信号,并将该信号发送给控制电路760。在一个示例中,信号可以指示将打开或关闭的开关。

图8示出了另一实施例电路800的示图。电路800也可以包括在MRx中。电路800包括RC-CR电路802、RC-CR相位误差校准电路804、RF缓冲器806、808及混频器810。RC-CR电路802在输入节点812处接收输入信号,对输出信号进行相移,并在RC-CR电路802的RC路径上输出第一信号,在RC-CR电路802的CR路径上输出第二信号。RC-CR电路802设计成使两个信号(即,第一信号和第二信号)具有预定义的相位差,例如90°。RC-CR相位误差校准电路804在RC-CR电路802的RC路径上与RC-CR电路802连接,用于校准RC-CR电路802的RC-CR相位误差,以使RC-CR电路802输出的两个信号之间的相位差等于预定义值或处于预定义相位范围内。将RC-CR电路802输出的两个信号传递到RF缓冲器806和808,并馈送到混频器810中。

RC-CR电路802类似于图3所示的RC-CR电路300。如图所示,RC-CR电路802包括串联连接并耦合在输入节点812与接地822之间的电阻器814和电容器816。RC-CR电路802还包括串联连接并耦合在输入节点812与接地822之间的电阻器818和电容器820。电阻器814和电容器816的公共节点与RC-CR电路802的第一输出节点824耦合。电阻器818和电容器820的公共节点与RC-CR电路802的第二输出节点826耦合。电阻器814、818都具有固定电阻,电容器816、820都具有固定电容。电路800和/或RC-CR电路802可以使用TSMC 16nm FinFET制造技术制造。

RC-CR相位误差校准电路804沿RC路径在第一输出节点824处与RC-CR电路802连接。RC-CR相位误差校准电路804用于调整RC-CR电路802的RC路径上的电容,从而调整或校准RC-CR电路802输出的两个信号之间的相位差。RC-CR相位误差校准电路804包括多个并联耦合的电容器C0、C1、C2、C3、C4和C5。电容器C0、C1、C2、C3、C4和C5中的每一个电容器通过对应的开关,即开关D0、D1、D2、D3、D4和D5与接地822耦合。电容器C0、C1、C2、C3、C4和C5中的每一个电容器的第一端子与第一输出节点824连接,电容器C0、C1、C2、C3、C4和C5中的每一个电容器的第二端子与其对应的开关,即D0、D1、D2、D3、D4和D5连接。开关D0、D1、D2、D3、D4和D5可以是n沟道金属氧化物半导体(n-channel metal-oxide-semiconductor,NMOS)场效应晶体管开关。通过接通或断开开关D0、D1、D2、D3、D4和D5中的每一个开关,RC-CR相位误差校准电路804在RC路径上加载不同的电容,因此,改变了RC-CR电路802的RC路径上的电容。

在一个实施例中,RC路径电阻(电阻器814)可以在布局匹配方面与CR路径电阻(电阻器818)匹配。例如,电阻器814和818可以具有相同的电阻,并且RC路径和CR路径上的布局也彼此匹配。电容器820的电容可以为4x,电容器816的电容可以为3x,电容器D0的电容可以为x,其中,x表示电容值。也就是说,电容器816和820的电容都为电容器D0的电容的倍数。CR路径电容(电容器820的4x)可以与RC路径电容(电容器816的3x+电容器D0的1x)匹配。每个电容器Ci(i=0,1,……,4)的电容为2–ix。在一个实施例中,可以初始接通开关D0,以使RC路径电容与CR路径电容匹配。当需要校正RC-CR相位误差时,例如,在需要通过增加RC路径电容来调整在输出节点824和826处输出的两个信号之间的相位差的情况下,可以接通开关D1-D4中的一个或多个开关。例如,接通D4。在另一示例中,接通D4和D3。在需要通过减小RC路径电容来调整输出的两个信号之间的相位差的情况下,可以断开开关D0,并且可以接通开关D1-D4中的一个或多个开关。在该示例中,当初始接通开关D0以使RC路径电容与CR路径电容匹配时,“接通的”开关D0可向RC-CR电路802加载电阻和寄生电容,从而可能最初影响RC-CR电路802的RC-CR相位准确度。可以使用TSMC 16nm FinFET加工技术减小“接通的”开关D0所引起的负载电阻和寄生电容的影响。

如图7-图8所示,本发明的实施例使用连接在RC-CR电路的RC路径上的RC-CR相位误差校准电路来校正或校准RC-CR电路的RC-CR相位误差。RC-CR相位误差校准电路调整RC-CR电路的RC路径电容,从而分别调整RC-CR电路在RC路径和CR路径上输出的信号的相位差。这些实施例免于调整传统RC-CR电路,例如RC-CR电路704、802的电容器,从而保持传统RC-CR电路不变。RC-CR相位误差校准电路包括源极与接地耦合的开关。因此,可以使用更小和简单的NMOS开关,从而简化校准电路。另外,可以通过配置RC-CR相位误差校准电路中的电容器中的最小电容来配置校准分辨率。这样可以更准确地校准RC-CR相位误差。这些实施例可以对具有各种频率(如在660MHz至6GHz范围内的频率)的信号进行作用。这些实施例可以应用于各种通信系统,如兼容4G或5G技术的通信系统。

图9示出了实施例方法900的流程图。如图所示,在步骤902中,方法900确定RC-CR电路输出的第一信号与第二信号之间的相位差。RC-CR电路用于对RC-CR电路的输入信号进行相移,在RC-CR电路的第一输出节点处输出第一信号,在RC-CR电路的第二输出节点处输出第二信号。在步骤904中,方法900根据所确定的相位差接通或断开与RC-CR电路连接的电路中的多个开关中的一个或多个开关,使得相位差处于预定相位范围内。所述电路在RC-CR电路的第一输出节点处与RC-CR电路连接,包括多个电容器和多个开关。多个电容器并联耦合,所述多个电容器中的每一个电容器与多个开关中的对应开关串联耦合,并且多个电容器中的每一个电容器及其对应的开关耦合在RC-CR电路的第一输出节点与接地之间。

图10示出了用于传送数据的网络1000。网络1000包括具有覆盖区域1010的基站1010、多个移动设备1020和回程网络1030。如图所示,基站1010与移动设备1020建立上行(短划线)和/或下行(点虚线)连接,这些连接用于将数据从移动设备1020携载到基站1010,反之亦然。通过上行/下行连接携载的数据可以包括在各移动设备1020之间传送的数据,以及通过回程网络1030向/从远端(未示出)传送的数据。如本文所用,术语“基站”是指用于向网络提供无线接入的任何部件(或部件集合),如增强型基站(eNB)、宏小区、毫微微蜂窝基站、Wi-Fi接入点(access point,AP)或其它具有无线功能的设备。基站可以根据一个或多个无线通信协议提供无线接入,所述无线通信协议例如长期演进(long term evolution,LTE)、先进LTE(LTE advanced,LTE-A)、高速分组接入(High Speed Packet Access,HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等。如本文所使用,术语“移动设备”是指能够与基站建立无线连接的任何部件(或部件集合),所述基站如用户设备(user equipment,UE)、移动站(mobilestation,STA)和其它具有无线功能的设备。在一些实施例中,网络1000可以包括各种其它无线设备,如中继器、低功率节点等。本发明的实施例可以应用于与网络1000通信的移动设备中。

图11示出了用于执行本文所描述的实施例的实施例处理系统1100的框图,其中,所述实施例处理系统1100可以安装在主机设备中。如图所示,处理系统1100包括处理器1104、存储器1106和接口1110-1114,它们可以如图11所示进行布置,也可以不如此布置。处理器1104可以是用于进行计算和/或执行其它处理相关任务的任何部件或部件集合,存储器1106可以是用于存储处理器1104执行的编程和/或指令的任何部件或部件集合。在一个实施例中,存储器1106包括非瞬时性计算机可读介质。接口1110、1112、1114可以是使处理系统1100能够与其它设备/部件和/或用户通信的任何部件或部件集合。例如,接口1110、1112、1114中的一个或多个接口可以用于将数据、控制或管理消息从处理器1104传送给安装在主机设备和/或远程设备中的应用。又例如,接口1110、1112、1114中的一个或多个接口可以用于使用户或用户设备(例如,个人计算机(personal computer,PC)等)能够与处理系统1100交互/通信。处理系统1100可以包括图11中未示出的附加部件,如长期存储器(例如,非易失性存储器等)。

在一些实施例中,处理系统1100包括在网络设备中,该网络设备接入电信网络或以其它方式构成电信网络的一部分。在一个示例中,处理系统1100位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中,如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器、或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中,处理系统1100位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中,如移动站、用户设备(user equipment,UE)、个人计算机(personalcomputer,PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如,智能手表等),或用于接入电信网络的任何其它设备。

在一些实施例中,接口1110、1112、1114中的一个或多个接口将处理系统1100连接到用于通过电信网络发送和接收信令的收发机。图12示出了用于通过电信网络发送和接收信令的收发机1200的框图。收发机1200可以安装在主机设备中。如图所示,收发机1200包括网络侧接口1202、耦合器1204、发送机1206、接收机1208、信号处理器1210和设备侧接口1212。网络侧接口1202可以包括用于通过无线或有线电信网络发送或接收信令的任何部件或部件集合。耦合器1204可以包括用于便于通过网络侧接口1202进行双向通信的任何部件或部件集合。发送机1206可以包括用于将基带信号转换为适于通过网络侧接口1202发送的调制载波信号的任何部件或部件(例如,上变频器、功率放大器等)集合。接收机1208可以包括用于将通过网络侧接口1202接收到的载波信号转换为基带信号的任何部件或部件(例如,下变频器、低噪声放大器等)集合。信号处理器1210可以包括用于将基带信号转换为适于通过一个或多个设备侧接口1212通信的数据信号或者将该数据信号转换为基带信号的任何部件或部件集合。一个或多个设备侧接口1212可以包括用于在信号处理器1210与主机设备内的部件(例如,处理系统1100、局域网(local area network,LAN)端口等)之间传送数据信号的任何部件或部件集合。

收发机1200可以通过任何类型的通信介质发送和接收信令。在一些实施例中,收发机1200通过无线介质发送和接收信令。例如,收发机1200可以是用于根据无线电信协议进行通信的无线收发机,所述无线电信协议如蜂窝协议(例如,长期演进(long-termevolution,LTE)等)、无线局域网(wireless local area network,WLAN)协议(例如,Wi-Fi等),或任何其它类型的无线协议(例如,蓝牙、近场通信(near field communication,NFC)等)。在这些实施例中,网络侧接口1202包括一个或多个天线/辐射单元。例如,网络侧接口1202可以包括单根天线、多根独立天线或用于多层通信的多天线阵列,例如,单输入多输出(single input multiple output,SIMO)、多输入单输出(multiple input singleoutput,MISO)、多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)等。在其它实施例中,收发机1200通过有线介质(例如,双绞线电缆、同轴电缆、光纤等)发送和接收信令。特定的处理系统和/或收发机可以利用所示的所有部件,或者仅利用这些部件的子集,并且集成水平可能因设备而异。

应理解的是,本文所提供的实施例方法的一个或多个步骤可以由对应的单元或模块执行。例如,信号可以由发送单元或发送模块发送。信号可以由接收单元或接收模块接收。信号可以由处理单元或处理模块处理。控制单元/模块、调整单元/模块、确定单元/模块、切换单元/模块、RC-CR相位误差校准单元/模块、图像失真校正单元/模块和/或FD-IQME单元/模块可以执行其它步骤。相应单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如,一个或多个单元/模块可以是集成电路,如现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或专用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC)。

尽管进行了详细的描述,但应理解的是,在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变、替代和更改。例如,各种元件或部件可以组合或集成在另一个系统中,或者可以省略或不实现某些特征。此外,本发明的范围并不意图限制于本文描述的特定实施例。本领域的普通技术人员从本发明中可以容易地认识到,目前存在或将来要开发的过程、机器、产品、物质组成、装置、方法或步骤可以执行与本文描述的对应实施例基本上相同的功能或实现基本上相同的结果。因此,所附权利要求范围包括这些过程、机器、产品、物质组成、装置、方法或步骤。

24页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:半导体装置及半导体装置的工作方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!