CN101702699B - 降低lo相位误差的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种降低LO相位误差的***及方法，该***包括相位差获取模块、电压转化模块、相位差调整模块；相位差获取模块用以获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；电压转化模块与所述相位差获取模块连接，用以把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；相位差调整模块接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。本发明通过两个混频器得到时钟信号I路和Q路的相位差，再把相位差转化成电压，通过反馈电压来调整时钟信号的相位误差；可以检测并降低LO相位误差，降低误码率BER，提高通信的质量。

Description

降低LO相位误差的***及方法
技术领域
本发明涉及一种降低相位误差的***，尤其涉及一种降低LO相位误差的***；此外，本发明还涉及上述降低LO相位误差的***的实现方法。
背景技术
在当前的射频技术中，正交发射机和正交接收机的使用越来越频繁。而采用正交结构就离不开正交的时钟(LO)。而采用这种结构的收发机，LO的相位误差直接影响了其性能。
而后，有些研究机构及厂商为消除LO的相位误差做了一些尝试。如中国专利CN200410097121.9揭示了一种锁相环路形式的正交信号相位校准器，其包括正交相位检测器，电荷泵，环路滤波器，缓冲器，低通滤波器和两个可控的延迟单元。正交相位检测器的两个输出端连接到电荷泵输入端，电荷泵的输出端连接到环路滤波器的第一输入端，环路滤波器的第二输入端连接到正交相位检测器的第三输出端，环路滤波器的输出端连接到缓冲器的输入端，缓冲器的输出端连接到低通滤波器的输入端，低通滤波器的第一输出端连接到同相位(I)支路的可控延迟单元的控制输入端，低通滤波器的第二输出端连接到正交相位(Q)支路的可控延迟单元的控制输入端。
上述技术方案较复杂，且没有有效降低LO的相位误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种降低LO相位误差的***，可检测并降低LO相位误差，降低误码率BER，提高通信的质量。
另外，本发明还提供上述降低LO相位误差的***的实现方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种降低LO相位误差的***，该***用以降低正交时钟LO的相位误差，该***包括：
相位差获取模块，用以获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器的输出端分别与所述减法器的输入端连接；所述两个混频器均分别对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，该减法器对上述相乘后的信号相减，得到相位差的电流信息；
电压转化模块，与所述相位差获取模块连接，用以把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；
相位差调整模块，接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把调整过相位差的I路时钟信号和Q路时钟信号发送至所述相位差获取模块；所述相位差调整模块包括两个D触发器，输入时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
一种降低LO相位误差的***，该***用以降低正交时钟LO的相位误差，该***包括：
相位差获取模块，用以获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；
电压转化模块，与所述相位差获取模块连接，用以把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；
相位差调整模块，接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
作为本发明的一种优选方案，所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器的输出端分别与所述减法器的输入端连接；所述两个混频器均分别对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，该减法器对上述相乘后的信号相减，得到相位差的电流信息。
作为本发明的一种优选方案，所述相位差调整模块接收所述电压差信号的同时，还接收时钟信号CKP、CKN，所述时钟信号CKP、CKN为若干倍于I路时钟信号、Q路时钟信号的时钟信号；所述相位差调整模块根据所述电压转化模块的电压差信号及时钟信号CKP、CKN调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
作为本发明的一种优选方案，所述相位差调整模块包括两个D触发器，所述时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
一种降低LO相位误差的方法，该方法用以降低正交时钟LO的相位误差，该方法包括如下步骤：
通过一相位差获取模块获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；
通过一电压转化模块把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；
通过一相位差调整模块接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
作为本发明的一种优选方案，所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器的输出端分别与所述减法器的输入端连接；所述两个混频器均分别对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，该减法器对上述相乘后的信号相减，得到相位差的电流信息。
作为本发明的一种优选方案，所述相位差调整模块接收所述电压差信号的同时，还接收时钟信号CKP、CKN，所述时钟信号CKP、CKN为若干倍于I路时钟信号、Q路时钟信号的时钟信号；所述相位差调整模块根据所述电压转化模块的电压差信号及时钟信号CKP、CKN调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
作为本发明的一种优选方案，所述相位差调整模块包括两个D触发器，所述时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
本发明的有益效果在于：本发明提出的降低LO相位误差的***及方法，通过两个混频器得到时钟信号I路和Q路的相位差，再把相位差转化成电压，通过反馈电压来调整时钟信号的相位误差；可以检测并降低LO相位误差，降低误码率BER，提高通信的质量。
本发明电路结构简单；利用反馈技术，把LO相位误差检测和校正用非常简洁的电路实现。校正电路采用数字控制，除了校正LO本身的相位误差，还能用来补偿发射机和接收机其他电路引入的I/Q不匹配。本发明非常适用CMOS的集成。
附图说明
图1为降低LO相位误差的***的组成示意图。
图2为本发明***相位差调整模块的组成示意图。
图3为本发明降低LO相位误差的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1、图2，本发明揭示了一种降低LO相位误差的***，该***用以降低正交时钟LO的相位误差，该***包括：相位差获取模块10、电压转化模块20、相位差调整模块30。
【相位差获取模块】
相位差获取模块10用以获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
本实施例中，所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器与所述减法器连接；所述两个混频器对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，再经过减法器相减，得到相位差的电流信息。
【电压转化模块】
电压转化模块20与所述相位差获取模块10连接，用以把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号。
【相位差调整模块】
相位差调整模块30接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
请参阅图2，本实施例中，所述相位差调整模块30包括两个D触发器，所述时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
以上介绍了本发明降低LO相位误差的***的组成，以下通过图3介绍本发明降低LO相位误差的方法。该方法包括如下步骤：
步骤A、通过所述相位差获取模块获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。本实施例中，所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器与所述减法器连接；所述两个混频器对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，再经过减法器相减，得到相位差的电流信息。
步骤B、通过所述电压转化模块把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号。
步骤C、通过所述相位差调整模块接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把调整过相位差的I路时钟信号和Q路时钟信号发送至所述相位差获取模块。本实施例中，所述相位差调整模块包括两个D触发器，所述时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
综上所述，本发明提出的降低LO相位误差的***及方法，通过两个混频器得到时钟信号I路和Q路的相位差，再把相位差转化成电压，通过反馈电压来调整时钟信号的相位误差；可以检测并降低LO相位误差，降低误码率BER，提高通信的质量。
本发明电路结构简单；利用反馈技术，把LO相位误差检测和校正用非常简洁的电路实现。校正电路采用数字控制，除了校正LO本身的相位误差，还能用来补偿发射机和接收机其他电路引入的I/Q不匹配。本发明非常适用CMOS的集成。
实施例二
本实施例中，降低LO相位误差的***包括相位差获取模块、电压转化模块、相位差调整模块。
在图1中，两个乘法器(MIXER，混频器)对时钟信号LO I/Q做相乘，再相减之后，等到相位差的电流信息，通过I-V转换后变成电压，再通过电压来调整时钟信号的I路和Q路的相位差。
如图2所示，CKP和CKN是2倍(也可以为其他倍数)于LO的时钟信号，Vfp和Vfn是相位差转换得到的电压差，信号I+、I-、Q+、Q-是所需要的时钟信号。Vfp和Vfn在这里提供了两个D触发器的翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整相位差。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种降低LO相位误差的***，其特征在于，该***用以降低正交时钟LO的相位误差，该***包括：
相位差获取模块，用以获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器的输出端分别与所述减法器的输入端连接；所述两个混频器均分别对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，所述减法器对上述相乘后的信号相减，得到相位差的电流信息；
电压转化模块，与所述相位差获取模块连接，用以把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；
相位差调整模块，接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把调整过相位差的I路时钟信号和Q路时钟信号发送至所述相位差获取模块；所述相位差调整模块包括两个D触发器，输入时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
2.一种降低LO相位误差的***，其特征在于，该***用以降低正交时钟LO的相位误差，该***包括：
相位差获取模块，用以获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；
电压转化模块，与所述相位差获取模块连接，用以把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；
相位差调整模块，接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块；
其中所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器的输出端分别与所述减法器的输入端连接；所述两个混频器均分别对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，所述减法器对上述相乘后的信号相减，得到相位差的电流信息。
3.根据权利要求2所述的降低LO相位误差的***，其特征在于：
所述相位差调整模块接收所述电压差信号的同时，还接收时钟信号CKP、CKN，所述时钟信号CKP、CKN为若干倍于I路时钟信号、Q路时钟信号的时钟信号；
所述相位差调整模块根据所述电压转化模块的电压差信号及时钟信号CKP、CKN调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
4.根据权利要求3所述的降低LO相位误差的***，其特征在于：
所述相位差调整模块包括两个D触发器，所述时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；
所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
5.一种降低LO相位误差的方法，其特征在于，该方法用以降低正交时钟LO的相位误差，该方法包括如下步骤：
通过一相位差获取模块获取I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差；
通过一电压转化模块把所述相位差获取模块获取的相位差转化为电压差信号；
通过一相位差调整模块接收所述电压转化模块的电压差信号，并根据该电压差信号调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块；
其中所述相位差获取模块包括两个混频器及一减法器，所述两个混频器的输出端分别与所述减法器的输入端连接；所述两个混频器均分别对I路时钟信号、Q路时钟信号相乘，所述减法器对上述相乘后的信号相减，得到相位差的电流信息。
6.根据权利要求5所述的降低LO相位误差的方法，其特征在于：
所述相位差调整模块接收所述电压差信号的同时，还接收时钟信号CKP、CKN，所述时钟信号CKP、CKN为若干倍于I路时钟信号、Q路时钟信号的时钟信号；
所述相位差调整模块根据所述电压转化模块的电压差信号及时钟信号CKP、CKN调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差，并把该相位差发送至所述相位差获取模块。
7.根据权利要求6所述的降低LO相位误差的方法，其特征在于：
所述相位差调整模块包括两个D触发器，所述时钟信号CKP、CKN分别为两个D触发器的输入信号；
所述电压差信号包括电压差信号VFP、VFN，电压差信号VFP、VFN分别提供了两个D触发器翻转的DC电平，通过两个D触发器的翻转的时间不同，来调整I路时钟信号、Q路时钟信号的相位差。
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