正交失配的校準系統及方法、射頻前端芯片的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域，更具體地說，涉及一種正交失配的校準系統及方法、射頻前 立而芯片。
【背景技術】
[0002] 現代通信系統通常采用相位或正交幅度調制方式，如正交相移鍵控（Quadrature Phase Shift Keying，簡稱為 QPSK)，高斯最小移頻鍵控（Gaussian Minimum Shift Keying，簡稱為 GMSK)，正交幅度調制（Quadrature Amplitude Modulation，簡稱為 QAM) 等。在這些調制系統中，信號頻譜的上下兩個邊帶包含不同的信息。因此，射頻前端必須采 用正交變換的方式才能區分開兩個邊帶的信息。
[0003] 正交失配指的是同相支路（I)和正交相支路（Q)的幅度不相等或相位差偏離 90°。正交失配會導致信號向量偏離參考向量，信號向量和參考向量的差被稱為Error Vector (誤差向量）。通信系統中所說的EVM指的是Error Vector Magnitude (誤差向量 幅度）。EVM越大，表示信號質量越差。在發射前端中，正交失配會產生邊帶鏡像干擾，破壞 有用信號的頻譜，導致發射信號EVM增大。
[0004] 射頻前端正交失配來源于兩個方面：本振產生部分和基帶部分。基帶電路工作頻 率較低，寄生效應小。對稱的版圖設計可以大大消除基帶引起的失配。本振產生部分工作 在射頻，寄生效應對正交信號的匹配影響較大，而且受到本振產生電路帶寬的限制，正交信 號不可能做到在整個工作頻帶都能匹配良好。現代調制系統（如64-QAM)要求射頻前端的 正交幅度失配小于1%，正交相位失配小于10。僅依靠版圖設計技術往往不能滿足這么高 的要求，因此需要引入電路校準的辦法來提高射頻前端的正交性能。
[0005] 相關技術中，發射前端的正交失配校準方法需要發射前端和數字基帶芯片協同 工作完成，如圖1所示，圖1給出了當前發射前端正交失配校準方法的一個例子。在這種 方法中，數字基帶芯片（Digital Signal Processor，簡稱為DSP)輸出一個測試信號給 發射前端，發射前端將該測試信號上變頻到有用邊帶，同時發射前端的正交失配會導致鏡 像干擾出現在鏡像邊帶，檢測器（Detector)將有用信號變頻到直流，將載波信號變頻到 測試信號頻率，并將鏡像干擾信號變頻到2倍測試信號頻率，然后通過帶通濾波器（Band Pass Filter，簡稱為BPF)保留2倍測試信號頻率的信號，濾除其他干擾，信號強度檢測器 (Signal Strengh Indicator，簡稱為SSI)檢測BPF的輸出信號，并輸出給DSP。DSP根據 SSI的檢測結果來調諧發射前端中的正交失配調諧電路（AG)，從而校準正交失配。
[0006] 綜合上述分析可以看出，相關技術中的發射前端正交失配的校準方法存在如下不 足：
[0007] 第一、需要數字基帶芯片或片外電路協助，接口復雜，減小了雙向選擇范圍；
[0008] 第二、采用帶通濾波器，電路復雜度高，功耗和芯片面積大。
[0009] 針對相關技術中需要增加多余器件（數字基帶芯、或片外電路、通濾波器）而導致 的接口復雜、電路復雜度高以及功耗較大等問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0010] 本發明提供了一種正交失配的校準系統及方法、射頻前端芯片，以至少解決上述 問題。
[0011] 根據本發明的一個方面，提供了一種正交失配的校準系統，應用于發射前端芯片 上，包括：校準信號發生器SGCAL，用于產生第一直流測試信號、第二直流測試信號；信號強 度檢測器，其輸出端與采樣保持比較器SHC輸入端相連，用于接收所述第一直流測試信號 經所述發射前端芯片變頻后的第一射頻信號和所述第二直流測試信號經所述發射前端芯 片變頻后的第二射頻信號，并檢測所述第一射頻信號的第一信號強度、所述第二射頻信號 的第二信號強度；所述采樣保持比較器SHC，其輸出端與校準控制電路CALCC相連，用于比 較所述第一信號強度和所述第二信號強度，并將比較結果發送至所述校準控制電路CALCC ; 所述校準控制電路CALCC，其輸出端連接到所述調節電路的控制信號輸入端，用于根據所述 第一信號強度和所述第二信號強度的比較結果來控制調節電路校準待校準電路。
[0012] 優選地，所述系統還包括：下變頻混頻器，所述下變頻混頻器，用于將所述第一射 頻信號和所述第二射頻信號，下變頻至模擬基帶；所述信號強度檢測器包括：基帶信號強 度檢測器，與所述下變頻混頻器相連，用于測量將所述第一射頻信號，和/或所述第二射頻 信號，下變頻至模擬基帶后的信號強度。
[0013] 優選地，所述信號強度檢測器包括：射頻信號強度檢測器，用于檢測所述第一信號 強度、所述第二信號強度。
[0014] 優選地，所述調節電路包括：正交增益調節電路IQGT，其中，所述正交增益調節電 路IQGT，與校準控制電路CALCC連接，用于接收所述校準控制電路CALCC的控制字，并根據 所述控制字校準所述待校準電路中第一路和第二路的增益。
[0015] 優選地，所述方法還包括：所述校準信號發生器還用于分時向所述第一路產生電 壓大小為V d的第一直流測試信號以及向所述第二路產生電壓大小為V D的第二直流測試信 號。
[0016] 優選地，所述調節電路包括：正交相位調節電路IQPT，其中，所述正交相位調節電 路IQPT，與校準控制電路CALCC連接，用于接收所述校準控制電路CALCC的控制字，并根據 所述控制字校準所述待校準電路中第一路和第二路的相位。
[0017] 優選地，所述IQPT包括：第一 IQPT和第二IQPT ;所述校準信號發生器還用于分時 產生流經所述第一路和所述第二路的第一直流測試信號，以及產生流經所述第一路和所述 第二路的第二直流測試信號；其中，流經所述第一路的所述第二直流測試信號和流經所述 第二路的所述第二直流測試信號的方向相反。
[0018] 優選地，所述信號強度檢測器包括至少以下之一：功率檢測器，用于檢測所述第一 射頻信號的功率大小和/或所述第二射頻信號的功率大小；幅值檢測器，用于檢測所述第 一射頻信號的幅值大小和/或所述第二射頻信號的幅值大小。
[0019] 根據本發明的另一個方面，還提供了一種射頻前端芯片，包括：以上任一項所述的 正交失配的校準系統。
[0020] 根據本發明的另一個方面，還提供了一種正交失配的校準方法，包括：射頻前端芯 片分時接收第一直流測試信號和第二直流測試信號；所述射頻前端芯片檢測所述第一直流 測試信號經所述發射前端芯片變頻后的第一射頻信號的第一信號強度，以及所述第二直流 測試信號經所述發射前端芯片變頻后的第二射頻信號的第二信號強度；所述射頻前端芯片 比較所述第一信號強度和所述第二信號強度，并基于比較結果校準正交幅度和/或相位失 配。
[0021] 通過本發明，采用向待校準的電路發送第一直流測試信號和第二直流測試信號， 并基于兩者經過發射前端芯片變頻后的射頻信號的比較結果對待校準的電路進行調整的 技術方案，解決了需要增加多余器件（數字基帶芯、或片外電路、通濾波器）而導致的接口 復雜、電路復雜度高以及功耗較大等問題，實現了不需要任何片外電路或數字基帶芯片的 協助，大大降低了芯片的接口復雜度，有利于擴大芯片的雙向選擇范圍，降低系統成本。
【附圖說明】
[0022] 此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
[0023] 圖1為相關技術中發射前端正交失配校準方法的示意圖；
[0024] 圖2為根據本發明實施例的正交失配的校準系統的結構框圖；
[0025] 圖3為根據本發明實施例的正交失配的校準系統的再一結構框圖；
[0026] 圖4為根據本發明實施例的正交失配的校準系統的再一結構框的工作示意圖；
[0027] 圖5為根據本發明實施例的正交失配的校準系統的電路結構圖；
[0028] 圖6為根據本發明實施例的正交失配的校準系統的又一結構框圖；
[0029] 圖7為根據本發明實施例的正交失配的校準系統的又一結構框的工作示意圖；
[0030] 圖8為根據本發明實施例的正交失配的校準方法的流程圖；
[0031] 圖9為根據本發明實施例的偏移本振產生電路L0_0FG的示意圖；
[0032] 圖10為根據本發明實施例的正交增益調諧電路IQGT的電路圖；
[0033] 圖11為根據本發明實施例的正交相位調諧電路IQPT的電路圖；
[0034] 圖12為根據本發明實施例的校準信號發生器SGCAL的電路圖。
【具體實施方式】
[0035] 下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不沖突的 情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0036] 本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明 書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
[0037] 本發明