[发明专利]直流偏移校正方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及射频通信领域，尤其是一种直流偏移校正方法和装置。

背景技术

名词解释：

LNA：低噪声放大器；

ADC：模-数转换器；

DAC：数-模转换器；

SAR：逐次逼近；

DC：直流偏移；

I：同相分量；

Q：正交分量

SAW Filter：声表滤波器。

零中频接收机技术是相对于传统的两次变频技术而言的，它只采用了一次变频。零中频接收机的工作过程为：空中信号经天线，低噪声放大器，一个混频器，直接将带内的射频信号下变频为基带模拟IQ信号，然后经过ADC转换为数字IQ信号，之后再进行信道滤波，解调解码等。

零中频接收机具有体积小，成本低和易于单片集成的特点，已成为射频接收机中极具竞争力的一种结构，在无线通信领域中得到了广泛的应用。

但直流漂移信号是零中频结构接收机的主要缺陷，直流漂移信号的产生和来源主要有以下三个方面：（1）因电路或版图本身的设计或制造工艺等造成混频器输出端不对称而导致的共模直流偏移，它固有地存在于每个个体芯片中；（2）本振自混频：由于本振信号和接收端的载波信号频率相同，会造成本振信号泄漏到接收机的输入端，从而形成本振信号的自混，产生较大的直流偏移，且该直流偏移随后级放大器增益以及本振频率的变化波动范围较大，该直流偏移是零中频接收机存在直流偏移的主要原因；（3）由于环境造成的直流漂移，如温度、从天线端引入的环境噪声等环境变化造成的直流漂移，此方面的直流漂移相对于（1）、（2）所述的直流偏移要小得多，因为芯片内部存在的温补电路和天线开关后的声表滤波器（SAW Filter）已将此部分直流的影响减至最小。

直流偏移会叠加在有用信号上通过整个接收通道，并且其往往比射频前端的噪声要大得多，不仅使得信噪比变差了，而且还可能会使混频器后的放大器以及ADC饱和，从而不能有效地放大有用信号，因此一定要对零中频接收机的直流偏移进行校准。现有技术中，为了简化直流偏移检测和校准电路，均采用了全数字方式，即通过在数字基带或者数字滤波电路中对接收的数据进行采样处理而获得直流偏移。但是该方式经混频器输出的直流偏移和有用信号是叠加在一起的，叠加信号会先输入到放大器，再经ADC转换为数字信号。当叠加信号中的直流偏移较大时，其将会直接限制放大器和ADC的可输入信号幅度的上下限，导致放大器或者ADC会因输入信号过大而饱和，造成非线性失真的产生，限制了整个接收机的动态范围，这将直接影响到接收机的最大输入电平和灵敏度这两个重要的上下限指标，恶化了整个接收机的性能；而为了应对比较大的直流偏移，在设计时，必须增加放大器和ADC的动态范围，这将大大增加放大器和ADC的设计难度以及动态功耗；

申请号为200710195380.9，名为“直流偏移校准方法和装置”的发明专利提出了一种消除零中频接收机直流偏移的方法和装置。其在每次接收时间点的位置位于GSM突发脉冲信号的保护比特位的起始处时，使射频信号输入为零，对FIR滤波器的输出进行采样、累加和平均，并将平均后获得的值作为直流偏移值；而在接收时间点的位置位于突发脉冲信号的非保护比特位的情况下，则通过用接收的数字信号减去已经获得的直流偏移值来进行实时校准。其优点是能跟踪由于温度变化以及电路参数变化而引起的直流偏移分量的变化，对直流偏移的校正实时性较好；其缺点是由于直流偏移获取和校正位置均位于ADC之后，所以不能在放大器和ADC之前消除直流偏移的影响，直接限制了放大器和ADC的可输入信号幅度的上下限，不能防止因直流偏移较大而饱和产生的非线性失真，降低了放大器和ADC的动态范围，从而恶化了整个接收机的性能。