專利名稱：對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn) 行衰減的裝置和方法。
背景技術(shù)：
一種寬帶碼分多址接入(WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access)零中頻發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在該零中頻發(fā)射機(jī)中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC， Digital To Analog Converter )，可變?cè)鲆娣糯笃?VGA, variable gain amplifier) ， 4氐通功能濾波器(LPF, Low Pass Filter)中存在直流偏移 (DC offset),上述DAC、 VGA和LPF中的DC offset在LPF中疊加后，輸出 給乘法器。LPF輸出的DC offset經(jīng)過乘法器調(diào)制后就成為了射頻輸出，從而 造成載波泄漏。因此，在WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)中，要求LPF輸出的 DC offset要盡量的小。現(xiàn)有技術(shù)中的一種減少WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)的LPF輸出的DC offset的 方法為放大器的等效輸入DC offset補(bǔ)償法。由于DAC、 VGA和LPF中的DC offset常常與其所使用的運(yùn)算放大器(OP-amp, Operational amplifier)的等 效輸入DC offset成正比。該方法給DAC、 VGA和LPF所使用的運(yùn)算放大器輸 入一定范圍內(nèi)的可變的差分尾電流，通過改變DAC、 VGA和LPF所使用的運(yùn) 算放大器的差分尾電流，來改變運(yùn)算放大器的等效輸入DC offset,進(jìn)而改變 LPF輸出的DC offset。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)的方法至少存在如下 的缺點(diǎn)該方法需要遍歷一定范圍內(nèi)的每個(gè)可能的差分尾電流，測量每個(gè)差分尾電流對(duì)應(yīng)的LPF輸出的DC offset的值，根據(jù)最低的DC offset的值來確定 最佳的差分尾電流，需要進(jìn)行測試校準(zhǔn)。因此，該方法對(duì)DC offset的校準(zhǔn)過 程需要很長的時(shí)間。因?yàn)檫\(yùn)算放大器的等效輸入DC offset和差分尾電流不存 在絕對(duì)的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，很難根據(jù)DC offset的校準(zhǔn)精度精確地控制 DAC、 VGA和LPF所使用的運(yùn)算放大器的差分尾電流的范圍，對(duì)DAC、 VGA 和LPF的設(shè)計(jì)帶來了困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置 和方法，從而可以解決現(xiàn)有技術(shù)方案對(duì)DC offset的校準(zhǔn)過程需要很長的時(shí) 間、對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)帶來困難的問題。本發(fā)明實(shí)施例的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，所述裝置與需要校準(zhǔn)的設(shè) 備的輸入端和輸出端相連，與所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備組成伺服環(huán)路，通過所述 伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減，所述裝置中 包括積分器，用于檢測并接收所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)，對(duì) 該直流偏移信號(hào)進(jìn)行積分處理后，反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端。 一種對(duì)i殳備輸出的直流偏移進(jìn)4亍衰減的方法，所述方法包括 積分器接收所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)，對(duì)該直流偏移信 號(hào)進(jìn)行積分處理后，反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端，所述積分器與需 要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端和輸出端相連，與所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備組成伺服環(huán) 路。由上述本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例通過利用 積分器組成的伺服環(huán)路對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減，從而可以在不需要進(jìn)行測試校準(zhǔn)的情況下，自動(dòng)地對(duì)設(shè)備輸出的DC offset進(jìn)行有效地校準(zhǔn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例二所述的一種對(duì)LPF輸出的DC offset進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置在WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例二所述的伺服環(huán)路的帶通頻譜曲線示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例二所述的積分器中的運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例二所述的積分器中的跨導(dǎo)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例三提供的對(duì)LPF輸出的DC offset進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置在WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行校準(zhǔn)的方法的處理流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例。在本發(fā)明實(shí)施例一中，將積分器與需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端和輸出端相 連，所述積分器與所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備組成伺服環(huán)路，所述積分器接收所述 需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)，對(duì)該直流偏移信號(hào)進(jìn)行積分處理后， 反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端。并且通過所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校 準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減。在所述積分器中設(shè)置具有低于設(shè)定數(shù)值的等效輸入直流偏移、高于設(shè)定 數(shù)值的增益的運(yùn)算放大器，通過所述運(yùn)算放大器的等效輸入直流偏移和增 益，控制所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減6的衰減量和衰減范圍。本發(fā)明實(shí)施例二提供的 一種對(duì)LPF輸出的DC offset進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置在 WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用示意圖如圖2所示。上述實(shí)施例二提供的對(duì)LPF輸出的DC offset進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置包括積分器 和跨導(dǎo)單元(Gm-cell)，分別與LPF的輸入端和輸出端相連，和LPF—起組 成一個(gè)具有帶通功能的伺月良環(huán)路(servo loop)。該伺H環(huán)路可以自動(dòng)檢測并 接收LPF輸出的低頻信號(hào)(其中包括DC offset)，對(duì)該低頻信號(hào)進(jìn)行積分處 理后，反饋到LPF的輸入端，實(shí)現(xiàn)對(duì)LPF輸出的DCoffset進(jìn)行很大的衰減。上述伺服環(huán)路的帶通頻譜曲線如圖3所示，在圖3中，橫坐標(biāo)代表頻 率，縱坐標(biāo)代表頻率響應(yīng)，即輸出頻率與輸入頻率之比，頻率響應(yīng)越低，衰 減量就越大，f!為LPF的輸出頻率，fh為高通截止頻率，從圖3可以看出，fh以 下的^f氏頻部分的衰減量比4交大，該^f氏頻部分和DC offset的頻率部分相對(duì)應(yīng)，fh 需要設(shè)置得比較低，因?yàn)樵诹阒蓄l發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)中，信號(hào)同樣分布在DC-f1之 間，較大fh同樣衰減了信號(hào)，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)性能下降。上述積分器中包括運(yùn)算放大器、電容和電阻，該運(yùn)算放大器的等效輸入 DC offset的值越低，上述伺服環(huán)路對(duì)DC offset的衰減量就越大，LPF輸出的 DC offset就越小。本發(fā)明實(shí)施例二提供的積分器中的運(yùn)算放大器的示意圖如 圖4所示，為了減少上述積分器中的運(yùn)算放大器的等效輸入DC offset,對(duì)該 運(yùn)算放大器采用層次化的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，第一級(jí)放大器為采用電阻負(fù)載的第一級(jí) 預(yù)放大器，由于無源器件的匹配性較好，因此，該第一級(jí)放大器可以獲得較 小的等效輸入DC offset,第二級(jí)放大器為采用折疊式結(jié)構(gòu)的放大器，在獲得 高輸出阻抗的同時(shí)，也獲得高的增益。因此，該兩級(jí)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器具有 非常低的等效輸入DC offset,非常高的輸出阻抗，非常高的增益。所述積分 器的電阻電容(R-C)常數(shù)的值也設(shè)置得比較大。在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證瞬態(tài)響應(yīng)的靈敏性和高通截止頻率的一致性，可以將上述積分器的電阻做成可切換電路陣列(可變電阻)。上述跨導(dǎo)單元的結(jié)構(gòu)如圖5所示，該跨導(dǎo)單元連接在上述運(yùn)算放大器的 輸出端，即積分器的輸出端。該跨導(dǎo)單元具有非常高的輸入線性度，以及高阻輸入、高阻輸出的特性。因?yàn)?，LPF釆用的是電流輸入，該跨導(dǎo)單元的主 要作用是將積分器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為積分電流，同時(shí)又不會(huì)影響積分器中的 運(yùn)算放大器的增益與負(fù)載特性。由于跨導(dǎo)單元為高阻電流模式輸出，因此其 輸出共模電平可隨著LPF的輸入共模電平在一定的范圍內(nèi)自由浮動(dòng)，跨導(dǎo)單 元的輸入輸出共模電平可以不一致，從而實(shí)現(xiàn)了電平轉(zhuǎn)換。上述積分器中的運(yùn)算放大器的高增益的特性和上述跨導(dǎo)單元的高輸入線 性度的特征，保證了整個(gè)伺服環(huán)路具有非常高的增益，能夠容忍比較大的需 要校準(zhǔn)的LPF輸出的DC offset的范圍。同時(shí)，上述積分器中的運(yùn)算放大器的 非常低的等效輸入DC offset的特性，保證了校準(zhǔn)后的LPF輸出的DC offset非 常低，幾乎等同于上述積分器中的運(yùn)算放大器的等效輸入DC offset。通過所 述積分器中的運(yùn)算放大器的直流增益，控制所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的 設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減的衰減量，通過所述積分器的電阻電容 (R-C )常數(shù)的值控制所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信 號(hào)的衰減范圍。本發(fā)明實(shí)施例三提供的對(duì)LPF輸出的DC offset進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置在 WCDMA零中頻發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用示意圖如圖6所示。在該實(shí)施例中，用具有比 較低的輸出阻抗，但是必須具有非常低的等效輸入DC offset的運(yùn)算放大器來 代替上述圖4所示的運(yùn)算放大器。在該實(shí)施例下，不需要上述跨導(dǎo)單元。該 實(shí)施例的工作原理和上述實(shí)施例二基本相同，能夠?qū)PF輸出的DC offset校 準(zhǔn)到比較低的范圍。但是，能夠容忍的需要校準(zhǔn)的LPF輸出的DC offset的范 圍和實(shí)施例二相比比較'J 、。本實(shí)施例以LPF為需要進(jìn)行校準(zhǔn)的設(shè)備為例說明，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明實(shí)施例中所述需要進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置還可以為VGA、 DAC等其它模擬傳輸通道 中的設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用中，還可以將多個(gè)本發(fā)明實(shí)施例所述的衰減裝置分別 與VGA、 LPF、 DAC等設(shè)備相連，同時(shí)分別對(duì)VGA、 LPF、 DAC等設(shè)備輸出 的DC offset進(jìn)行校準(zhǔn)，或者將一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例所述的衰減裝置與VGA、 LPF、 DAC等模擬傳輸通道中的設(shè)備中兩個(gè)以上的設(shè)備相連，進(jìn)行DC offset 校準(zhǔn)。本發(fā)明實(shí)施例提供的 一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行校準(zhǔn)的方法的處理 流程如圖7所示，包括如下步驟步驟71、將積分器與需要校準(zhǔn)的設(shè)備相連，組成伺服環(huán)路。將積分器與需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端和輸出端相連，在所述積分器與所 述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端之間還可以串連一個(gè)跨導(dǎo)單元。所述積分器與所 述需要校準(zhǔn)的設(shè)備，以及跨導(dǎo)單元組成伺服環(huán)路。上述積分器中包括運(yùn)算放大器、電容和電阻，該運(yùn)算放大器采用層次化 的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，第一級(jí)放大器具有非常低的等效輸入DC offset,第二級(jí)放大器 具有非常高的增益。因此，該兩級(jí)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器具有非常低的等效輸入 DC offset,非常高的輸出阻抗，非常高的增益。上述跨導(dǎo)單元具有非常高的輸入線性度，以及高阻輸入、高阻輸出的特 性。該跨導(dǎo)單元的主要作用是將積分器的輸出電壓轉(zhuǎn)換為積分電流。步驟72、通過上述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào) 進(jìn)4亍衰減。上述伺服環(huán)路中的積分器接收所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信 號(hào)，對(duì)該直流偏移信號(hào)進(jìn)行積分處理后，反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入 端。所述伺服環(huán)路具有帶通濾波器的功能，對(duì)包含設(shè)備輸出的DC offset的頻 率部分的低頻部分的衰減量比較大，通過所述運(yùn)算放大器的等效輸入直流偏移和增益，控制所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn) 行衰減的衰減量和衰減范圍。經(jīng)過了所述伺服環(huán)路的衰減處理后，校準(zhǔn)后的設(shè)備輸出的DC offset非常 低，幾乎等同于上述積分器中的運(yùn)算放大器的等效輸入DC offset。上述積分 器中的運(yùn)算放大器的高增益的特性和上述跨道單元的高輸入線性度的特征， 保證了整個(gè)伺服環(huán)路具有非常高的增益，能夠容忍比較大的需要校準(zhǔn)的設(shè)備 (比如LPF )輸出的DC offset的范圍。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例可以在不需要對(duì)LPF等設(shè)備輸出的DC offset的 值進(jìn)行多次測量，即不需要進(jìn)行測試校準(zhǔn)的情況下，自動(dòng)地對(duì)LPF等設(shè)備輸 出的DC offset進(jìn)行有效地校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)較好的載波泄露控制性能。本發(fā)明實(shí)施例能夠容忍較大的DC offset校準(zhǔn)范圍，從而放寬了LPF等設(shè) 備的DC offset要求，降低了 LPF等設(shè)備的設(shè)計(jì)難度。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，其特征在于，所述裝置與需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端和輸出端相連，與所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備組成伺服環(huán)路，通過所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減，所述裝置中包括積分器，用于檢測并接收所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)，對(duì)該直流偏移信號(hào)進(jìn)行積分處理后，反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，其特 征在于，所述裝置中還包括跨導(dǎo)單元，和所述積分器的輸出端、所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端連 接，將所述積分器輸出的積分電壓轉(zhuǎn)換為積分電流后，傳輸給所述需要校準(zhǔn) 的設(shè)備。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，其特 征在于，所述跨導(dǎo)單元的線性度高于設(shè)定的數(shù)值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝 置，其特征在于，所述積分器中包括運(yùn)算放大器，采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)，包括采用電阻負(fù)載的第一級(jí)放大器，該 第 一級(jí)放大器具有低于設(shè)定數(shù)值的等效輸入直流偏移；采用折疊式結(jié)構(gòu)的第 二級(jí)放大器，該第二級(jí)放大器具有高于設(shè)定數(shù)值的增益。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，其特 征在于，所述積分器中還包括可切換電路陣列。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，其特 征在于，所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備包括模擬傳輸通道中的設(shè)備。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置，其特征在于，所述模擬傳輸通道中的設(shè)備至少包括發(fā)射機(jī)中的可變?cè)鲆娣糯笃鱒GA設(shè)備、低通功能濾波器LPF設(shè)備、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC設(shè)備之一。
8、 一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的方法，其特征在于，所述方法 包括積分器接收所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)，對(duì)該直流偏移信 號(hào)進(jìn)行積分處理后，反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端，所述積分器與需 要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端和輸出端相連，與所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備組成伺服環(huán) 路。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的方法，其特 征在于，所述方法還包括跨導(dǎo)單元將所述積分器輸出的積分電壓轉(zhuǎn)換為積分電流后，傳輸給所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備，所述跨導(dǎo)單元與所述積分器的輸出端、所述需要校準(zhǔn)的設(shè) 備的輸入端連接。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的方法， 其特征在于，所述方法還包括通過所述積分器中的運(yùn)算放大器的直流增益，控制所述伺服環(huán)路對(duì)所述 需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減的衰減量，通過所述積分器的 電阻電容常數(shù)的值控制所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移 信號(hào)的衰減范圍；所述運(yùn)算放大器具有低于設(shè)定數(shù)值的等效輸入直流偏移、 高于設(shè)定數(shù)值的增益。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種對(duì)設(shè)備輸出的直流偏移進(jìn)行衰減的裝置和方法。所述裝置與需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端和輸出端相連，與所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備組成伺服環(huán)路，通過所述伺服環(huán)路對(duì)所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)進(jìn)行衰減，所述裝置中包括積分器，用于檢測并接收所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備輸出的直流偏移信號(hào)，對(duì)該直流偏移信號(hào)進(jìn)行積分處理后，反饋到所述需要校準(zhǔn)的設(shè)備的輸入端。利用本發(fā)明，可以在不需要進(jìn)行測試校準(zhǔn)的情況下，自動(dòng)地對(duì)設(shè)備輸出的DC offset進(jìn)行有效地校準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的載波泄漏進(jìn)行校準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H04L25/06GK101257466SQ20081010300
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
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