信號(hào)鏈基礎(chǔ)知識(shí)#70：模擬正交調(diào)制器失衡的數(shù)字校正

寬帶寬無線發(fā)射器常用模擬正交調(diào)制器(AQM)把復(fù)合(I + j*Q)基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻(RF)。AQM內(nèi)含一個(gè)本機(jī)振蕩器(LO)輸入、一個(gè)生成兩個(gè)LO 90度異相的分相器、兩個(gè)混頻器(每個(gè)混頻器將基帶信號(hào)混頻為射頻)以及一個(gè)組合兩個(gè)信號(hào)的加法器(圖1)。

圖 1 模擬正交調(diào)制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

就一個(gè)完美匹配I和Q通路的理想AQM而言，基帶信號(hào)的wBB頻率復(fù)頻為：

根據(jù)基帶Q的不同符號(hào)，得到wBB - wRF或者wBB + wRF RF輸出的單頻

但是，實(shí)際狀況不見得理想，有三種可能出現(xiàn)的誤差：

1. 基帶DC偏差

2. I和Q分支之間的增益錯(cuò)配

3. LO相位誤差

圖2數(shù)學(xué)方法表示。

圖 2 有偏差、增益及相位誤差的AQM的數(shù)學(xué)表示

DC 偏移會(huì)與 LO 混頻，產(chǎn)生 LO 饋通，即wLO的頻率。I和Q分支的DC偏移加入正交，形成以下的LO饋通振幅：

通過在基帶信號(hào)中添加一個(gè)反向偏差，可對(duì)LO饋通進(jìn)行校正。許多雙高速DAC或集成發(fā)射器解決方案，例如：TI的AFE7071等，都包括生成校正用基帶偏差的數(shù)字電路。找到I和Q基帶信號(hào)最佳DC偏差值的一種簡(jiǎn)單方法是，監(jiān)測(cè)LO饋通振幅，并反復(fù)地改變首個(gè)I DC偏差，然后再改變Q DC偏差，最終找到最小LO饋通(圖3)。在pass 1期間，Q DC偏差保持不變，而對(duì)I DC偏差進(jìn)行掃描，直到找到最小LO饋通為止。在pass 2期間，I DC偏差值維持在最低限度，而對(duì)Q DC偏差進(jìn)行掃描，直到找到最小LO饋通為止。在理想情況下，每個(gè)I和Q僅需要一個(gè)pass，但首批2個(gè)pass期間LO饋通最小值所產(chǎn)生的測(cè)量誤差，通常亦意味需要3個(gè)或者4個(gè)pass。

圖 3 本機(jī)振蕩器饋通校正過程