信號鏈基礎(chǔ)知識#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)基帶信號轉(zhuǎn)換為射頻(RF)。AQM內(nèi)含一個本機振蕩器(LO)輸入、一個生成兩個LO 90度異相的分相器、兩個混頻器(每個混頻器將基帶信號混頻為射頻)以及一個組合兩個信號的加法器(圖1)。

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

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

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

但是，實際狀況不見得理想，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：

通過在基帶信號中添加一個反向偏差，可對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基帶信號最佳DC偏差值的一種簡單方法是，監(jiān)測LO饋通振幅，并反復(fù)地改變首個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I和Q僅需要一個pass，但首批2個pass期間LO饋通最小值所產(chǎn)生的測量誤差，通常亦意味需要3個或者4個pass。

圖 3 本機振蕩器饋通校正過程