寬帶正交誤差校正的製作方法

2023-12-11 17:06:12 2

寬帶正交誤差校正的製作方法
【專利摘要】本發明涉及寬帶正交誤差校正。一種傳輸模塊，其包括發射器、接收器回送以及QEC控制器。在第一狀態下，QEC控制器校準所述回送接收器，以除去在所述回送接收器中的正交失衡。在第二狀態下，在發射器和回送接收器之間提供通信路徑，以及QEC控制器至少根據在回送接收器的輸出的數據信號和在發射器的輸入數據信號進行比較以識別在發射器中的正交失衡。基於所述比較，QEC控制器可以調整發射器的一個或多個特性以校正在發射器中的正交誤差。
【專利說明】
寬帶正交誤差校正

【技術領域】
[0001]本公開的實施例涉及電子設備，並且更具體地，在一個或多個實施例中涉及無線發射器。

【背景技術】
[0002]用於無線基礎設施(例如，蜂窩基站)的發射器傳統上一直採用超外差或複雜的中頻(IF)架構來實現。使用，使用直接轉換架構而不是超外差架構實施無線發射器(TX)可以通過集成並使用更少的部件而減少整個系統的成本和尺寸。然而，使用直接轉換無線發射器可出現一些問題。
[0003]直接轉換發射器(TX)包括同相⑴和正交相位(Q)基帶路徑，每個驅動也由本地振蕩器(LO)信號驅動的混頻器，所述本地振蕩器信號具有約等於期望的射頻(RF)中心頻率的頻率。I路徑混頻器LO信號和Q路徑混頻器LO信號是異相(正弦和餘弦)的90度，以及混頻器的輸出在RF相加。在I或Q路徑(振幅誤差)的任何不匹配，或者兩個路徑的相位差與90度(相位誤差)的任何偏差被統稱為正交誤差或正交失衡。正交誤差可導致不期望的邊帶(USB)，其中，在偏離載波的某些頻率的期望信號將在偏移頻率的負值具有不希望的圖像。該圖像被認為是不希望的發射，以及不希望發射的可接受等級通過各種無線標準來確定。
[0004]在一些情況下，對於多載波(MC)的基站應用，直接轉換TX需要具有非常低的不想要的邊帶等級(例如，小於-75dBm/Hz)，這可以通過所謂正交誤差校正(QEC)的校準過程來實現。
[0005]一些QEC過程觀察單獨的發射信號(盲算法)，並當不想要的邊帶已經被去除時假設I和Q TX信號之間的相關性為零。然而，數字預失真(Dro)(其用於在基站中以改善功率放大器(PA)效率)可創建I和Q TX信號之間的相關性。因此，對於盲QEC處理，Dro有關的相關值可以被錯誤地檢測為正交誤差，並限制了最小可實現的不期望的邊帶。
[0006]對於進一步複雜的QEC，發射器中的正交誤差可以由於基帶濾波器的失配、DAC時鐘歪斜等而隨著基帶頻率有所不同。另外，將發射器置於脫機狀態以完成校準過程是不希望的，因為它可以導致丟棄呼叫和其他不希望的副作用。


【發明內容】

[0007]本發明的系統、方法和設備每個具有多個方面，沒有單個一個只負責其期望的屬性。在不限制由下面的權利要求所表示的本發明的範圍的情況下，某些功能現在將簡要討論。在考慮該論述之後，尤其是在閱讀了題為「【具體實施方式】」的部分之後，人們將理解本發明的特點如何提供包括數據信號的正交誤差校正的優點。
[0008]在一些實施例中，提供傳輸模塊，其包括開關模塊、可通信地耦合到該開關模塊的發射器、通信地耦合到該開關模塊的回送接收器、可通信地耦合到所述開關模塊的校準模塊以及可通信地耦合到所述回送接收器的控制器。在某些實施例中，在第一狀態下，所述開關模塊被配置成提供在校準模塊的輸出和回送接收器的輸入之間的通信通路，並且所述控制器被配置為至少基於所述回送接收器的輸出與預期輸出的比較而識別並糾正在回送接收器中的正交失衡。此外，在一些實施例中，在第二狀態下，開關模塊被配置成提供發射器的輸出和回送接收器的輸入之間的通信通路。另外，在第二狀態時，所述控制器被配置為至少部分地基於識別從回送接收器接收的數據信號和對應於由發射器接收的數據信號的緩衝數據信號而識別在發射器中的正交失衡，並調整發射器的一個或多個特性以至少部分地基於所述比較而校正存在於發射器中的所確定的正交失衡。
[0009]在一些實施例中，提供傳輸模塊，其包括發射器、回送接收器和控制器。該控制器可以被配置以校準回送接收器用於解決在回送接收器中的正交失衡，從對應於由發射器接收的數據信號的校正回送接收器接收數據信號，至少部分地基於從校準回送接收器接收的數據信號和對應於由發射器接收的數據信號的緩衝數據信號的比較而識別在發射器中的正交失衡，並至少部分地基於所述比較而調整發射器的一個或多個特性以校正所識別的正交失衡。
[0010]在某些實施例中，上述傳輸模塊還可以包括在校準模塊的輸出端之間以及回送接收器的輸入和發射器之間輸出通信地耦合的開關模塊。此外，在第一狀態下，所述開關模塊可以被配置以提供在校準模塊的輸出和回送接收器的輸入之間的通信通路。另外，在某些實施例中，在第二狀態下，開關模塊可以被配置為提供在發射器的輸出和回送接收器的輸入之間的通信通路。在一些實施例中，在回送接收器的校準過程中，開關模塊被配置為在所述第一狀態中操作。
[0011]在一些實施例中，提供了一種方法，其包括校準回送接收器以解決在回送接收器中的正交失衡，從校準回送接收器接收數據信號，該數據信號已由校準的回送接收器處理，並且對應於由和回送接收器通信地耦合的發射器接收的數據信號，至少部分地基於從校準回送接收器接收的數據信號和對應於由發射器接收的數據信號的緩衝數據信號的比較而識別在發射器中的正交失衡，並至少部分地基於所述比較而調整發射器的一個或多個特性以校正所識別的正交失衡。
[0012]在某些實施例中，校正回送接收器可包括提供在校準模塊的輸出和回送接收器的輸入端間的通信通路，使用所述回送接收器處理從校準模塊接收的數據信號，至少部分地基於所處理的數據信號與回送接收器的預期輸出而識別回送接收器中的正交失衡，並且至少部分地基於在回送接收器中所識別的正交失衡調整所述回送接收器的一個或多個特徵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是傳輸模塊的實施例的框圖。
[0014]圖2是可存在於發射器和/或回送接收器的不同類型的相位誤差的曲線圖。
[0015]圖3是表示發射器、回送接收器、校準模塊、開關模塊中的一個或多個部件的傳輸模塊的實施例的框圖。
[0016]圖4是示出用於發射器和/或回送接收器的同相路徑的本機振蕩器的延遲調諧器的實施例的框圖。
[0017]圖5A和5B是示出包括DAC和基帶濾波器具有調諧電路用於校正由於過濾器的正交失衡的發射器的一部分的實施例的框圖。
[0018]圖6是示出用於校正在發射器中的正交誤差的例程的流程圖。

【具體實施方式】
[0019]某些實施例的以下詳細描述提出了本發明的特定實施例的各種描述。然而，本發明的其它實施例可以多種不同方式實現，如權利要求所定義和涵蓋的。在本說明書中，參考附圖，其中類似的附圖標記指示相似的元件。
[0020]如本文所述，提供傳輸模塊，其包括發射器、回送接收器、校準模塊、開關模塊和QEC控制器。開關模塊可以位於發射器的輸出、校準模塊的輸出以及回送接收器的輸入之間。在校準模式中，開關模塊提供在校準模塊和回送接收器之間的通信通路。回送接收器處理從自校準模塊接收的數據信號並將處理後的數據信號輸出到QEC控制器。使用從回送接收器接收的經處理的數據信號，該QEC控制器校準所述回送接收器以除去在回送接收器中的正交失衡，如在2013年3月15日提交的美國臨時申請61/786393和在2013年3月15日提交的61/786469，以及在2013年5月20日提交的美國申請13/897719更詳細地描述，其中的每一個通過引用併入其本文。
[0021]在正交誤差已減小或從回送接收器中刪除之後，傳輸模塊可以進入QEC模式。在QEC模式下，開關模塊提供了在發射器的輸出和回送接收器的輸入端的通信通路。回送接收處理從發射器接收的數據信號並將處理後的數據信號輸出到QEC控制器。該QEC控制器通過比較在回送接收器的輸出的信號與在發射器的輸入的信號以識別並消除發射器中的正交誤差，如在2013年7月25日提交的、標題為WIDEBAND QUADRATURE ERROR DETECT1NAND CORRECT1N的美國臨時申請61/858534中更詳細地描述，在此通過引用併入其本文。
[0022]圖1是被配置以使用窄帶觀察校正在直接轉換無線發射器中的寬帶正交誤差的傳輸模塊100的實施例的框圖。在圖示的實施例中，傳輸模塊100包括傳送器102、回送接收器104、QEC控制器110、校準模塊106和開關模塊108。圖1中進一步包括射頻(RF)濾波器112 (例如，平衡不平衡轉換器)，和與傳輸模塊100通信的天線114。在一些實施例中，RF濾波器112和天線114形成傳輸模塊100的一部分。在某些實施例中，所述RF濾波器112和天線114沒有形成傳輸模塊100的一部分。
[0023]傳輸模塊100的各種部件可直接或間接地通信地連接在一起。例如，在一些實施例中，QEC控制器110的第一輸入可通信地耦合到發射器102的輸入。此外，QEC控制器110的第二輸入可通信地耦合到所述回送接收器104的輸出。QEC控制器110的輸出可通信地耦合到發射器102和回送接收器104的輸入。
[0024]發射器102的輸出可通信地耦合到所述RF濾波器112的輸入，以及所述RF濾波器112的輸出可通信地耦合到天線114。開關模塊108的輸入可通信地耦到發射器102的輸出和校準模塊106的輸出。開關模塊的輸出可通信地耦合到回送接收器104的輸入。
[0025]發射器102可以被配置為接收和處理數據信號用於無線傳輸。在一些實施例中，所述數據信號包括同相數據信號和正交數據信號。在處理該數據信號之後，發射器102發送該處理的數據信號到RF濾波器112和天線114，用於無線傳輸。在QEC模式中，來自發射器102的所處理的數據信號也可以被發送到回送接收器104。
[0026]發射器102可以包括各種組件，這將在下面參考圖3更詳細地描述，以處理數據信號。該組件可以包括(但不限於)過濾器(例如，數字濾波器、模擬濾波器、複數濾波器(單抽頭、雙抽頭等))、內插器、數字到模擬轉換器(DAC)、混頻器、本地振蕩器(LO)、LO延遲調諧器、運算放大器、電容器、電阻器、電晶體等。如將在下面更詳細地描述，發射器102由於將正交誤差引入數據信號的發射器102的各種組件可以表現出正交失衡。
[0027]回送接收器104可以被配置為接收和處理從發射器102或校準模塊106接收的數據信號，如將在下面參照開關模塊108更詳細地描述。在處理該數據信號後，回送接收器104將處理後的數據信號發送到QEC控制器110。
[0028]在一些實施例中，回送接收器104可以起到類似於從天線114接收無線傳輸的接收器的作用，並包括類似的組件，例如回送接收器可包括(但不限於)過濾器(例如，數字濾波器、模擬濾波器、複數濾波器)、抽取器、模擬到數字轉換器(ADC)、混頻器、本地振蕩器(LO)的運算放大器、電容器、電阻器、電晶體等，這將在下面參照圖3更詳細的描述。在一些實施例中，當在QEC模式時並當正交失衡已經從回送接收器104和發射器102除去時，在回送接收器104的輸出的數據信號匹配於在發射器102的輸入的數據信號。
[0029]校準模塊106可以輸出由回送接收器104在校準模式中所使用並實現為相位鎖定環(PLL)、輔助發射器等的數據信號。在一個實施例中，所述數據信號具有包括已知特性的模式。例如，校準模塊106可以輸出訓練信號，在一些實施例中，其可以是單邊帶信號(例如，在圖像頻率不存在信號)或雙邊帶信號。在一些實施例中，校準模塊106的數據信號的頻率可以在發射器102的發射頻帶被移步。QEC控制器110可以使用在不同頻率接收到的數據信號以識別和糾正所述回送接收器104在不同頻率的正交失衡。例如，知道了訓練信號的特性之後，QEC控制器110可確定在校準模式中通過QEC控制器計算的正交誤差是由於回送接收器104，並糾正它們。
[0030]該開關模塊108可使用一個或多個緩衝器、開關(例如，電晶體)和/或一個或多個過濾器實現，並且可用於確定哪些數據信號由回送接收器104接收。緩衝器可包括啟用/禁用輸入。當緩衝區被禁用時，其輸出可以是高阻抗。當緩衝器被啟用時，它們可以在他們的輸入輸出信號的緩衝版本。
[0031]在圖示的實施例中，開關模塊108可以從發射器102和校準模塊106接收數據信號。因此，開關模塊可根據其狀態或模式輸出來自不同的源108的數據。在第一狀態下，或在校準模式中，開關模塊108可生成從校正模塊106接收到的數據信號作為輸出。在第二狀態下，或在QEC模式中，開關模塊108可以生成從發射器102接收到的數據信號作為輸出。因此，當所述開關模塊108是在校準模式中，回送接收器104處理從校準模塊106接收到的數據信號，並且當所述開關模塊108處於QEC模式時，回送接收器104處理從發射器102接收到的數據信號。
[0032]本QEC控制器110可使用一個或多個處理器、微控制器、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)等來實現，並且可以被配置以接收來自所述回送接收器處理的數據信號104並比較處理後的信號和其它的數據信號。基於所述比較，QEC控制器110可調節或校準回送接收器104和/或發射器102的特徵。
[0033]從回送接收器104接收到的處理後的數據信號可以根據傳輸模塊100的模式與不同的信號進行比較。例如，在校準模式下，從回送接收器104的處理過的數據信號可以與從校正模塊106接收到的信號進行比較。在一個實施例中，來自校正模塊106的信號具有已知的特性。在QEC模式下，來自回送接收器104的處理的數據信號可與由發射器102接收的數據信號進行比較。
[0034]在校準模式下，在一些實施例中，QEC控制器110可以比較來自接收器環路104的處理後的數據信號與已知或由QEC控制器110存儲的數據信號。在某些情況下，已知信號表示回送接收器104的期望輸出。例如，回送接收器具有相對較小或者沒有正交失衡(即，引入很少或沒有正交誤差到從校正模塊106接收的數據信號)時，期望信號可以是由回送接收器104輸出的信號。
[0035]基於該比較，該QEC控制器110可識別在回送接收器104中的正交誤差並調整回送接收器104的一個或多個特性以校正所述正交誤差。例如，QEC控制器110可在回送接收器104的同相或正交相位路徑調節一個或多個過濾器，同相或正交相位LO路徑中的一個或多個LO延遲等，如下文更詳細地討論。如前面提到地，通過回送接收器104從校正模塊106接收到的數據信號可以在整個傳輸頻帶的不同頻率呈階梯狀。因此，回送接收器104的正交失衡可以在傳輸頻帶進行校正。
[0036]在QEC模式，在一些實施例中，QEC控制器110可以比較來自從回送接收器104接收的處理後的數據信號與由發射器102所接收的數據信號。在一些實施例中，QEC控制器110用於比較的由發射器102接收到的數據信號對應於已由發射器102處理和/或無線地通過天線114發送的數據信號。因此這些數據信號可以通過QEC控制器110緩衝，直到它們與回送接收器104的輸出進行比較。
[0037]在某些實施例中，在QEC控制器後110已校準回送接收器104之後進入QEC模式。因此，QEC控制器110可確定在從回送接收器104接收的數據信號和從發射器的輸入接收的數據信號之間的差異是由於發射器102中的正交失衡。基於發射器102中所確定的正交失衡，QEC控制器110可以調節發射器102的一個或多個特性來校正所述正交失衡。例如，QEC控制器110可調整在發射器102的同相和/或正交相位路徑中的一個或多個濾波器(例如，數字和/或模擬濾波器)，在同相或正交相位LO路徑中的一個或多個LO延遲，等等。
[0038]圖2是可存在於發射器102和/或回送接收器104的不同類型的相位誤差的圖200。圖的X軸202表示軸線以載體為中心的信號的頻率、或L0、頻率。圖200的y軸204表示相位誤差的量。在一些實施例中，相位誤差可以由LO相位誤差、基帶群延遲的不匹配和/或DAC的時鐘偏差造成。如示於圖2中，由於LO相位誤差206的相位誤差通常在整個頻譜相對恆定，而由於基帶群延遲的不匹配和/或DAC時鐘歪斜208的相位誤差可以在頻域的頻譜有所不同。在圖示的實施例中，基帶群延遲的不匹配和/或DAC時鐘歪斜引起的相位誤差的斜率是相對恆定的。然而，應當理解的是，在一些情況下，由於基帶群延遲的不匹配和/或DAC時鐘歪斜引起的相位誤差的斜率可以變化(例如，可以是第二級)。總的相位誤差210表示由於LO相位誤差206的相位誤差、由於基帶群延遲的不匹配和/或DAC時鐘歪斜208的相位誤差之和。
[0039]圖3是示出發射器102、回送接收器104、校準模塊106和開關模塊108的一個或多個部件的傳輸模塊100的實施例的框圖。另外，圖3示出可用於調整回送接收器104和發射器102的特性的QEC控制器110的各種輸出。此外，圖3示出了可用於結合RF濾波器112和天線114用於無線地發送數據信號的功率放大器301。
[0040]校準模塊106可以輸出可用於校準回送接收器104的預定信號或者訓練信號。在一些實施例中，預定信號可以是單邊帶或雙邊帶信號。在圖示的實施例中，校準模塊106包括產生預定信號的校準相位鎖定迴路(PLL) 320。校準PLL320可以改變該預定信號在整個發送頻帶的頻率，以允許QEC控制器110以校正回送接收器104在整個發送頻帶的正交失衡。
[0041]在一些實施例中，校準模塊106可以包括輔助發射器來產生訓練信號。在一些實施例中，輔助發射器可以被實現為單邊帶發射器。在輸出所述訓練信號之前，輔助發射器可以被校準以消除正交誤差。在某些實施例中，輔助發射器通過數字控制振蕩器(NCO)進行校準。例如，該NCO可輸出正弦波的頻率(Ftest)。輔助發射器輸出的輸出可以被平方。使用輔助發射器單路徑的單抽頭複合濾波器，輔助發射器的正交誤差可通過調零在2*Ftest測出的平方的信號進行校準。在某些實施例中，輔助發射器可以使用雙邊帶發射器來實現。
[0042]在圖示的實施例中，開關模塊108包括開關322和回送濾波器324。但可以理解的是可以使用開關模塊108的其他實施例。例如，在一些實施例中，開關模塊108可包括開關322，但不包括回送過濾器324，或反之亦然。開關322可以使用一個或多個緩衝液和/或電晶體來實現。
[0043]在一些實施例中，回送過濾器324可用於結合複雜的數字過濾器302，以校正發射器102中的基帶頻率無關的正交失衡。例如，回送過濾器324可用於過濾發射器102的輸出信號中否則將被回送接收器104檢測的不需要的高次諧波，並且可以破壞發射器102的輸出信號的LO頻率周圍的正交誤差的測量。在某些實施例中，發射器102包括混頻器310用於上轉換，以及發射器102的輸出信號包括圍繞LO頻率的信號，以及LO頻率的高次諧波。發射器102的輸出信號的更高LO諧波的信號由回送接收器104中的混頻器312進行下變頻，並可以破壞發射器102的輸出信號中LO頻率周圍的正交誤差的測定。回送濾波器324可以用來過濾否則由回送接收器104檢測的發射器102的輸出信號中的高次諧波，在這種方式中，傳輸模塊100可避免破壞由於較高階諧波的基本輸出信號。在某些實施例中,位於晶片外的濾波器可以用來過濾不想要的諧波。一旦該回送濾波器324消除了高次諧波，該符合數字濾波器302可以調整以校正相位誤差。
[0044]在一些實施例中，如將在下面更詳細地描述地，LO延遲調諧器328、329可用於降低LO頻率周圍的的正交誤差的測量破壞。通過校正發射器102和接收器104的LO相位延遲，發射器102和接收器104的LO相位誤差可在LO頻率的所有諧波進行校正。在這種方式中，傳輸模塊100可避免由於較高次諧波而破壞基本輸出信號。
[0045]在圖示的實施例中，回送接收器104包括混頻器312、基帶濾波器314、模數轉換器316、數字濾波器、複合數字濾波器318和本地振蕩器的延遲調諧器328。此外，圖3示出回送接收器104中的同相路徑334和正交相位路徑336。
[0046]為了處理該數據信號，回送接收器104拆分接收到的數據信號轉換成同相信號和正交信號。同相數據信號遵循同相路徑334，而正交數據信號遵循正交相位路徑336。一旦分割，回送接收器104分別使用具有混頻器312的各自的本地振蕩器326、327解調同相信號和正交信號。此外，該回送接收器104使用模數轉換器316將模擬數據信號轉換為數字數據信號，並在將它們發送到QEC控制器110之前過濾所述數字數據信號。
[0047]正如前面提到的，回送接收器104的各種組件可以引入正交誤差成數據信號。為了消除或補償在回送接收器104的部件中的正交不平衡，傳輸模塊100可使用校準模式。在校準模式下，回送接收器104處理從校正模塊106接收到的數據信號。QEC控制器110比較回送接收器104的輸出與預期的輸出，以識別正交失衡和引起正交失衡的組件。在已識別失衡的來源之後，QEC控制器110調整LO延遲調諧器328和/或數字濾波器和抽選器318來校正正交失衡。
[0048]在圖示的實施例中，發射器102包括複合數字過濾器302、數字濾波器和內插器304、數模轉換器306、基帶濾波器308和混頻器310。此外，圖3示出發射器102中的同相路徑330和正交相位路徑332。將被理解的是，雖然同相路徑330和正交相位路徑332被示為單個線，該路徑可以包括用於差分信號的多個線。例如，沿著DAC 306的路徑可以是差分模擬信號。同相數據信號遵循相位路徑330，而正交相位數據信號遵循正交相位路徑332。為了處理數據信號，發射器102使用複合數字濾波器302和數字濾波器以及內插器304過濾數字同相和正交相位信號302。此外，該發射器使用DAC 306將數字數據信號轉換成模擬數據信號。在同相和正交相位數據信號被轉換成模擬數據信號並利用基帶濾波器308濾波之後，他們使用混頻器310調製本地振蕩器的相位326、327，並然後結合進行傳輸。在一些實施例中，發射器102中的混頻器310和/或回送接收器104中的混頻器312可以被實現為拒絕上述的不希望的諧波信號的諧波抑制混頻器。在這樣的實施例中，傳輸模塊100可以不使用回送濾波器324來實現。
[0049]如前所述，同相路徑LO和正交相位路徑LO信號被配置成90度的相位差，這使得同相數據信號和正交數據信號組合，而不幹擾彼此。然而，本地振蕩器326、327、過濾器302、304、308和/或DAC中的正交失衡可以引入以振幅誤差形式的正交誤差(例如，同相路徑和正交路徑之間的錯配振幅)，和同相路徑和正交相位路徑之間的相位誤差(例如，與同相路徑和正交路徑之間的預先確定的相位差的偏離)。
[0050]一旦該回送接收器104被校準(在校準模式)，傳輸模塊100可以使用QEC模式來識別和糾正發射器102的組件中的正交失衡。根據所識別的正交失衡的類型，該QEC控制器110可通過調整發射器102的各種部件的特性而校正正交失衡。例如，在一些實施例中，如果QEC控制器110確定正交誤差相對於載波頻率或LO頻率與頻率無關，該QEC控制器110可以使用本地振蕩器延遲調諧器329調整本地振蕩器326、327的特徵，這將在下面參考圖4更詳細地描述。在某些實施例中，如果QEC控制器110確定正交誤差相對於載波頻率或LO頻率與頻率無關，則QEC控制器110可調節複合數字濾波器302的特性。例如，複合數字過濾器302可以結合同相路徑信號的各部分與正交相位路徑信號的各部分以校正相位誤差。在一些實施例中，如果QEC控制器110識別正交誤差相對於載波頻率或LO頻率是頻率相關的，則QEC控制器110可以調整基帶濾波器308和/或複合數字濾波器302的特性，如在下面參照圖5A和5B更詳細地說明。
[0051]圖4是示意了一個差分信號本地振蕩器的延遲調諧器400或本地振蕩器電路的實施例的框圖，用於發射器102和/或回送接收器104的同相或正交相位LO路徑。該本地振蕩器的延遲調諧器400可以用來改變本地振蕩器326、327相對於彼此的延遲。例如，當QEC控制器110確定正交誤差是由於本地振蕩器的相位誤差，該QEC控制器110可以使用本地振蕩器延遲調諧器400調整本地振蕩器相對於彼此的延遲。在一些實施例中，該QEC控制器通過調整一個或多個可變電容器的電容而調節本地振蕩器的延遲。然而，應當理解的是，其他的配置可以用於改變本機振蕩器的延遲，諸如通過使用可變電阻器、具有可變的偏置電流的電流飢餓反相器和/或使用具有可變電容器或可變電阻器的電阻-電容(RC)的低通濾波器。此外，儘管示出為使用差分信號，將理解的是，本地振蕩器的延遲調諧器400也可實現用於單端信號。
[0052]在圖示的實施例中，本地振蕩器的延遲調諧器400包括反相器402和可變電容器404。反相器402可以使用電晶體或其它電子元件來實現。例如，在圖示的實施例中，NMOS和PMOS電晶體用於實現所述電晶體。然而，應當理解的是，反相器可使用各種構造和電子元件來實現。此外，儘管術語「金屬」和「氧化」是存在於MOS器件的名稱，但可以理解的是這些電晶體可具有由金屬以外的材料製成的門，諸如多晶矽等，並且可以具有由矽二氧化物以外的電介質製成的電介質「氧化物」區域，諸如由氮化矽或高k電介質。
[0053]所述可變電容器404可以使用各種配置來實施。例如，可變電容器404可以使用電壓控制可變電抗器、可變電流源、可變電壓源、數字控制電容DAC實施，其中包括可切換入和出電路的並聯電容器。在圖示的實施例中，該可變電容器404使用可變電流源406、電晶體408、410、電阻412和電容器414來實現。
[0054]可變電流源406的輸出可以耦合於電晶體的源極和漏極、電阻器412的一端以及電容器414的一端。以這種方式，改變所述可變電流源的電流406可以改變可變電容器404的電容。如前所述，改變可變電容器404的電容可以改變本地振蕩器的延遲調諧器328、329的延遲量並校正基帶頻率無關的相位誤差。在一些實施例中，增加可變電容器404的電容值增加本機振蕩器的延遲調諧器328、329的延遲。在某些實施例中，減小所述可變電容器404的電容量減小本機振蕩器的延遲調諧器328、329的延遲。
[0055]在一些實施方式中，為了校正相位誤差，QEC控制器110調整LO延遲調諧器在同相LO路徑中的可變電容器404，而不調整LO延遲調諧器在正交相位路徑中的可變電容器404，反之亦然。在某些實施例中，QEC控制器110調節同相LO路徑和正交相位LO路徑中的可變電容器404以糾正相位誤差。例如，如果QEC控制器110確定正交相位路徑被延遲，它可以提高可變電容器404在同相LO路徑中的電容和/或降低相應的可變電容器404在正交相路徑中的電容。在實施例中，其中QEC控制器110調節在同相LO路徑和正交相位LO路徑中的可變電容器404，它可以不同地調節在不同路徑中的可變電容器404。例如，如果QEC控制器110增加可變電容器404在同相LO路徑中的電容，則它可以減小相應的可變電容器404在正交相位路徑的電容，反之亦然。
[0056]圖5A和5B是例示了發射器102的一部分的實施例的框圖，其中包括數模轉換器306和基帶濾波器308，具有調諧電路用於校正由於基帶濾波器308的正交失衡。在圖示的實施例中，同相路徑330和正交相位路徑332的部分被示出。此外，也顯示差分模擬路徑502,504的同相和正交相位路徑330、332。
[0057]在圖示的實施例中，每個基帶濾波器308包括一個或多個運算放大器、電阻(R2、R3、R4)和電容(Cl、C2)，用於過濾從數模轉換器306接收到的模擬信號。在一些實施例中，調諧電路可用來糾正基帶頻率相關的相位誤差。調諧電路可以使用各種配置來實施。例如，調諧電路可以使用壓控可變電抗器、數字控制電容DAC、其中包括可切換進出電路的多個並聯電容器、可變電容器和/或可變電阻等。在一些實施例中，部件的調諧電路可以被配置為與電容器Cl和/或C2並聯連接。
[0058]在圖5A的所示實施例中，調諧電路使用和在同相路徑330中的電容器Cl並聯的兩個可變電容器(CgcLtune)以及和在正交相位路徑332中的電容器Cl並聯的兩個可變電容器Cgd_tune實施。但可以理解，在一些實施例中，調諧電路可以只包括在同相路徑330中的一個或多個可變電容器CgcLtune以及在正交相位路徑332中沒有(或反之亦然)，或在同相路徑330和正交相位路徑332中的一個或多個可變電容器Cgd_tune。
[0059]在圖5B所示的實施例中，調諧電路利用可變電容器CgcLtunel實施，對應於參照圖5B描述的可變電容器Cgd_tune，和可變電容器Cgd_tune2實施。在所示的圖5B的實施例中，調諧電路包括與在同相路徑330中的電容器C2並聯的兩個可變電容器Cgd_tune2和與在正交相位路徑332中的電容器C2並聯的兩個可變電容器Cgd_tune2。但是，如參照圖5A中的可變電容器CgcLtune所描述地，在一些實施例中，調諧電路可以只包括在同相路徑330中的一個或多個可變電容器Cgd_tune2以及在正交相位路徑332中的沒有(或反之亦然)，或在同相路徑330和正交相位路徑332中的一個或多個可變電容器Cgd_tune2。此夕卜，在一些實施例中，調諧電路可以利用可變電容器Cgd_tune2實施，而不利用可變電容器Cgd_tunelο
[0060]調諧電路中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)可以用來糾正相位誤差。例如，在一些實施例中，可變電容器Cgd_tune和Cgd_tunel可用於糾正一階基帶頻率相關的相位誤差。在某些實施例中，可變電容器Cgd_tune2可以用來糾正二階基帶頻率相關的相位誤差。
[0061]通過改變可變電容器的電容，QEC控制器110可以調整基帶濾波器的群延遲。在一些實施方案中，增加可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)的電容增加了基帶濾波器308的延遲。在某些實施例中，降低可變電容器(Cgd_tune, Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)的電容減小基帶濾波器308的延遲。因此，當QEC控制器110檢測到基帶頻率相關的相位誤差時，可以調整可變電容器(Cgd_tune,Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)的電容來校正相位誤差。
[0062]在一些實施例中，QEC控制器110調節同相路徑330中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2),而不調節在正交相位路徑332中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)，或反之亦然。在某些實施例中，QEC控制器110調整在同相路徑330和正交相位路徑332中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)以校正相位誤差。例如，如果QEC控制器110確定正交相位路徑被延遲，它可以提高在同相路徑330中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)的電容和/或減小在正交相位路徑332中電容(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)。在實施例中，其中QEC控制器110調節在同相路徑330和正交相位路徑332中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tune I和/或Cgd_tune2),它可以不同地調節不同路徑中的可變電容(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)。例如，如果QEC控制器110增加在同相路徑330中的可變電容器(Cgd_tune、Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)的電容,貝U它可以減少在正交相位路徑332中的相應可變電容器(Cgd_tune, Cgd_tunel和/或Cgd_tune2)的電容,並且反之亦然。
[0063]圖6是示出例程600用於校正在發射器102中的正交誤差的流程圖。儘管如下提供的示例例程600的特定步驟由傳輸模塊100的特定組件實施，例程600的步驟一般可以在其它實施例中通過其他組件實施，諸如QEC控制器110、發射器102和/或回送接收器104的任何一個或任何組合，並且可以通過硬體、通過軟體/固件或者通過硬體和軟體/固件的組合來實現。在一個實施例中，該例程600的指令被存儲在有形的非臨時性計算機可讀介質中並由處理器執行。
[0064]在塊602，QEC控制器110校準回送接收器104。正如以上詳細討論地，為了校準回送接收器104，回送接收器104可以接收並處理來自校正模塊106的數據信號。QEC控制器110可以比較由回送接收器104輸出的處理後的數據信號與預期輸出。基於所述比較，QEC控制器110可以調節回送接收器104的一個或多個特性。例如，在QEC控制器110可以調整本地振蕩器的延遲和/或濾波器延遲。QEC控制器110可以繼續調整回送接收器104的特性，直到回送接收器104的輸出匹配預期的輸出和/或回送接收器104的輸出是在預期輸出的閾值方差之內。換句話說，QEC控制器110可以繼續調整回送接收器的特性，直到回送接收器的正交失衡進行校正。
[0065]在塊604，QEC控制器110至少基於從從所述回送接收器接收的數據信號和在發射器的輸入接收的數據信號的比較而識別在發射器中的正交失衡。在回送接收器104的校準之後，開關換模塊108可以指示從發射器102的輸出接收的數據信號到回送接收器104。回送接收器104可以處理數據信號，並把它們發送到QEC控制器110。QEC控制器110可以比較從回送接收器102接收的數據信號與在發射器102的輸入接收的數據信號。在一些實施例中，在發射器102的輸入接收的數據信號被緩衝，使得從回送接收器104接收到的信號對應於在發射器102的輸入接收的數據信號，如果信號匹配，則QEC控制器110可確定在發射器102中有很少或沒有正交失衡，但是，在許多情況下，這些信號由於在發射器102中的正交失衡而不相匹配。
[0066]在塊606，QEC控制器110可基於比較調節發射器102的特性。如前面提到地，發射器102的組件可以引入正交誤差到數據信號中，其可以根據不同的正交失衡的來源有所不同。例如，如果不平衡源是基帶濾波器308，正交誤差可以是基帶頻率相關的相位誤差。如果不平衡源是本地振蕩器，正交誤差可以是基帶頻率無關的相位誤差。因此，QEC控制器110可以識別正交誤差(例如，基帶頻率相關的相位誤差或基帶頻率無關的相位誤差)的類型並基於錯誤調節發射器102的特性。在一些實施例中，為了校正基帶頻率相關的相位誤差，QEC控制器110可調節基帶濾波器308的基帶群延遲。在某些實施例中，為了校正基帶頻率無關的相位誤差，QEC控制器調整本機振蕩器的延遲。
[0067]更少、更多或不同的塊或者它們的任意組合可以用來實現例程600，例如，在一些實施例中，例程600可包括用於回送接收器校準過程的各個部分的單個塊。
[0068]除非特別聲明或以其他方式在上下文中所理解地，條件語言，諸如「可以」、「能夠」、「可能」或「可」一般是為了傳達某些實施例包括某些特徵、元件和/或步驟，而其它實施例不包括。因此，這樣的條件語言一般不打算暗示特徵、元件和/或步驟是一個或多個實施例以任何方式需要地或一個或多個實施例一定包括邏輯，用於判定是否這些特徵、元件和/或步驟是否包括或將要在任何特定的實施例中執行，有或沒有用戶輸入或提示。
[0069]根據本實施例，本文所述的任何算法的某些操作、事件或功能可以不同的順序來執行，可添加、合併或完全省略(例如，不是所有描述的操作或事件都是實施算法必要的)。此外，在某些實施例中，操作或事件可以同時執行，例如通過多線程處理、中斷處理或多個處理器或處理器核心或其他並行架構，而不是順序。
[0070]本領域技術人員將理解，本實施例的結構和原理可以適用於任何電子系統。採用上述結構的電路可以被實現為各種電子器件或集成電路。電子設備的示例可以包括(但不限於)消費電子產品、消費者電子產品、電子測試設備等。此外，電子裝置可包括未完成的產品。此外，上述的各種拓撲結構、配置和實施例可被離散地在不脫離本說明書的精神和範圍下實施或集成在一個晶片上。例如，傳輸模塊100 (例如，發射器102、回送接收器104、校準模塊106、交換模塊108和QEC控制器110)的各種組件可以在單個晶片上或在不同晶片上實現。
[0071]前面的描述和權利要求書可以指元件或特徵「連接」或「耦合」在一起。如本文所用，除非明確聲明，否則「連接」的意思是一個元件/特徵被直接或間接地連接到另一個元件/特徵，而不一定是機械地。同樣地，除非明確聲明，否則「耦合」的意思是一個元件/特徵直接或間接地耦合到另一個元件/要素，而不一定是機械地。因此，儘管在圖中所示的各種圖解描繪元件和部件的示例布置，附加中間元件、設備、特徵或組件可以存在於實際的實施例中(假設所描述的電路的功能不會受到影響)。
[0072]上面參照流程圖說明和/或方法的框圖和裝置(系統)描述了實施例。該流程圖圖示和/或框圖的每一塊，以及在流程圖圖示和/或框圖中的塊的組合可以通過存儲在有形的非臨時性計算機可讀介質上的電腦程式指令來實現。這樣的指令可以被提供給通用計算機、專用計算機，或其他可編程數據處理設備以產生機器的處理器，使得該指令通過計算機的處理器或其它可編程數據處理裝置執行時，產生用於實現流程圖和/或方框圖方框或多個方框中指定的行為的裝置。
[0073]這些電腦程式指令也可存儲在計算機可讀存儲器中，可以指導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式進行操作，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生的製品製造包括指令裝置，它實現流程圖和/或方框圖方框或多個方框中指定的操作。該電腦程式指令也可以被加載到計算機或其他可編程數據處理設備上以引起一系列的操作在計算機或其他可編程裝置上執行，以產生計算機實現的過程，使得在計算機或其它可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖和/或方框圖方框或多個方框中指定的操作的步驟。
[0074]雖然本公開已經在某些實施例中描述，其它實施例對於本領域技術人員是顯而易見的，包括那些不提供本文所闡述的所有特徵和優點的實施例，也在本公開的範圍內。此夕卜，上述各種實施例可被組合以提供進一步的實施例。另外，在一個實施例中的上下文中示出的某些特徵也可併入其它實施例中。因此，本發明的範圍僅通過參考所附權利要求書限定。
【權利要求】
1.一種傳輸模塊,包括: 開關模塊； 通信地耦合到所述開關模塊的發射器； 通信地耦合到所述開關模塊的回送接收器； 通信地耦合到該開關模塊的校準模塊；和 通信地耦合到回送接收器和發射器的控制器； 其中，在第一狀態下，所述開關模塊被配置成提供在校準模塊的輸出和回送接收器的輸入之間的通信通路，並且所述控制器被配置為至少基於所述回送接收器的輸出與預期輸出的比較而識別和糾正在所述回送接收器中的正交失衡，； 其中，在第二狀態下，所述開關模塊被配置成提供在發射器的輸出和所述回送接收器的輸入之間的通信通路，並且所述控制器被配置為: 至少部分地基於從所述回送接收器接收的數據信號與對應於由發射器接收的數據信號的緩衝數據信號進行比較而確定在所述發射器中的正交失衡，以及 至少部分地基於所述比較，調節發射器的一個或多個特性以校正存在於發射器所確定的正交失衡。
2.—種傳輸模塊,包括: 發射器； 回送接收器；和 控制器，配置成: 校準所述回送接收器以解決在所述回送接收器中的正交失衡， 從校正回送接收器接收對應於由發射器接收的數據信號的數據信號， 至少部分地基於從所述校準回送接收器接收到的數據信號與對應於由發射器接收的數據信號的緩衝數據信號進行比較而識別在發射器中的正交失衡，以及 至少部分地基於所述比較調節發射器的一個或多個特性來校正所識別的正交失衡。
3.如權利要求2所述的傳輸模塊，其中: 開關模塊，在校準模塊的輸出、回送接收器的輸入和發射器的輸出之間通信地耦合，其中，在第一狀態下，所述開關模塊被配置成提供在所述校準模塊的輸出和所述回送接收器的輸入之間的通信通路； 其中，在第二狀態下，所述開關模塊被配置成提供在所述發射器的輸出和所述回送接收器的輸入之間的通信通路； 其中，在所述回送接收器的校準過程中，開關模塊被配置為在所述第一狀態中操作。
4.如權利要求3所述的傳輸模塊，其中，所述開關模塊進一步包括: 在所述校準模塊的輸出和所述回送接收器的輸入之間的信號路徑中的第一緩衝器和第一開關中的至少一個；和 在所述發射器的輸出和所述回送接收器的輸入之間的信號路徑中的第二緩衝器和第二開關中的至少一個。
5.如權利要求4所述的傳輸模塊，其中，所述開關模塊進一步包括:被配置為在從發射器接收的數據信號中過濾高階諧波信號的回送過濾器。
6.如權利要求2所述的傳輸模塊，其中，所述控制器被配置為: 至少部分地基於從所述回送接收器的輸出接收的數據信號與期望的輸出數據信號進行比較而識別存在於所述回送接收器中的正交失衡，以及 至少部分地基於所確定的正交失衡而調整所述回送接收器的的一個或多個特性。
7.如權利要求6所述的傳輸模塊，其中所述控制器進一步被配置成:調整所述回送接收器的本地振蕩器的延遲和所述回送接收器中的一個或多個過濾器中的至少一個，以調整所述回送接收器的一個或多個特性。
8.如權利要求2所述的傳輸模塊，其中，所述發射器中的正交失衡包括相位誤差和幅度誤差。
9.如權利要求8所述的傳輸模塊，其中所述相位誤差包括:基帶頻率無關的相位誤差和基帶頻率相關的相位誤差。
10.如權利要求9所述的傳輸模塊，其中為了校正基帶頻率無關的相位誤差，所述控制器被配置為調節在本地振蕩器電路中的複合數字過濾器和本地振蕩器延遲中的至少一個。
11.如權利要求10所述的傳輸模塊，其中為了調整本地振蕩器的延遲，所述控制器進一步被配置為調節可變電容器、可變電阻器和電流飢餓反相器中的至少一個。
12.如權利要求9所述的傳輸模塊，其中為了糾正基帶頻率相關的相位誤差，所述控制器被配置為調節複合數字濾波和基帶濾波器延遲中的至少一個。
13.如權利要求12所述的傳輸模塊，其中為了調整基帶濾波器的延遲，所述控制器被配置為調整可變電容器、可變電阻器、數字濾波器和壓控變容二極體中的至少一個。
14.一種用於正交誤差校正的電子實現方法,包括: 校準回送接收器以解決在回送接收器中的正交失衡； 從校準回送接收器接收數據信號，所述數據信號已經由校準回送接收器進行處理，並對應於由通信地耦接於回送接收器的發射器接收到的數據信號； 至少部分地基於來自從所述校準回送接收器接收到的數據信號與對應於由發射器接收的數據信號的緩衝數據信號進行比較而識別在所述發射器中的正交失衡，以及 至少部分地基於所述比較，調整所述發射器中的一個或多個特性以校正所識別的正交失衡。
15.如權利要求14所述的方法，其中，校準所述回送接收器包括: 在校準模塊的輸出和回送接收器的輸入之間提供通信路徑； 使用回送接收器處理從校準模塊接收到的數據信號； 至少部分地基於處理後的數據信號與所述回送接收器的預期輸出進行比較而識別在迴環接收器中的正交失衡；和 至少部分地基於在回送接收器中所識別的正交失衡而調節在所述回送接收器的一個或多個特性。
16.如權利要求15所述的方法，其中調整一個回送接收器的一個或多個特性的方法，包括調節的回送接收器和回送接收器中的一個或多個過濾器的本機振蕩器的延遲中的至少一個。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述正交失衡的發射器包括相位誤差和幅度誤差。
18.如權利要求17所述的方法，其中所述相位誤差包括基帶頻率無關的相位誤差和基帶頻率相關的相位誤差的方法。
19.如權利要求18所述的方法，進一步包括:調整在本地振蕩器電路中的本地振蕩器延遲以校正基帶頻率無關的相位誤差。
20.如權利要求18所述的方法，進一步包括:調整基帶濾波器延遲以校正基帶頻率相關的相位誤差。
21.如權利要求20所述的方法，其中，調整所述基帶濾波器的延遲包括調節可變電容器、可變電阻器、數字濾波器和壓控變容二極體中的至少一個。
【文檔編號】H04B1/04GK104348493SQ201410356945
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2013年7月25日
【發明者】R·霍爾米斯, S·R·巴爾, K·G·加爾德, 範建勳, D·J·邁克勞瑞恩, A·蒙塔爾沃 申請人:美國亞德諾半導體公司