[发明专利]一种RF芯片本振镜像自动校准方法

说明书

本发明公开一种RF芯片本振镜像自动校准系统及方法，是一种利用MCU、FPGA、集成式宽带RF收发器芯片(零中频收发芯片)联合进行自动校准发送端的本振泄露杂散和镜像杂散的方法。该方法涉及到硬件电路的设计、RF芯片的配置、FPGA的代码设计和MCU的校准算法实现，通过该方法校准可以节省大规模生产时的人力物力成本。

技术领域

本发明涉及一种集成式宽带RF(射频)收发器芯片本振镜像自动校准方法，主要用于无线收发机。

背景技术

超外差结构被认为是最可靠的收发机拓扑结构，因为适当地选择中频滤波器可以获得极佳的选择性和灵敏度。由于有多个变频级，直流偏差和本振泄漏问题不会影响接收机的性能。但镜像干扰抑制滤波器和信道选择滤波器均为高Q值带通滤波器，它们只能在片外实现，从而增大了接收机的成本和尺寸。目前，要利用集成电路制造工艺将这两个滤波器与其它射频电路一起集成在一块芯片上存在很大的困难。因此，超外差接收机的单片集成因受到工艺技术方面的限制而难以实现。

由于零中频收发机不需要片外高Q值带通滤波器，可以实现单片集成，而受到广泛的重视，零中频收发机结构较超外差收发机简单许多。接收到的射频信号经滤波器和低噪声放大器放大后，与互为正交的两路本振信号混频，分别产生同相和正交两路基带信号。由于本振信号频率与射频信号频率相同，因此混频后直接产生基带信号，而信道选择和增益调整在基带上进行，由芯片上的低通滤波器和可变增益放大器完成。

零中频收发机的架构虽然具有高集成度以及低功耗的优势，但零中频架构本身并不是完美无缺的，也具有一些问题，如：本振泄漏、偶次失真、直流偏移、闪烁噪声、I/Q失配等。

发明内容

本发明提出了一种利用MCU（单片机）、FPGA（现场可编程门阵列）、集成式宽带RF收发器芯片(零中频收发芯片)联合进行自动校准发送端的本振泄露杂散和镜像杂散的方法。利用该方法，只需要将设备上电，打开校准开关，MCU就可以完成对零中频收发机芯片发送端的本振泄露杂散校准和镜像杂散校准。由于收发机芯片自带的校准方案无法满足射频指标要求，需要人工手动进行校准，才能满足指标；手动校准时，耗时耗力且还要使用仪器仪表，使得整体生产效率低下且成本高。

本发明所采用的技术解决方案是：在进行硬件设计时，将从RF芯片发射(TX)端口发送的射频信号通过线路返回重新进入到RF芯片接收(RX)端口。发送端RF芯片的配置在使用过程中一直保持其正常配置，接收端RF芯片配置根据接收的射频信号频段进行相应的本振调整。通过编写FPGA程序发送单音信号给发送端RF芯片，接收端RF芯片将接收到的RF信号变为基带信号，基带信号进入到FPGA后会进行窄带滤波，分别得到主信号、本振信号和镜像信号。通过调整发射端RF芯片(TX)中的本振校准寄存器和镜像校准寄存器，得到最优的结果使本振信号和镜像信号尽可能的小，保存此时修改后的发送端RF芯片TX的配置。

本发明的具体技术方案如下：

一种RF芯片本振镜像自动校准系统，包括MCU、FPGA、发射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX、发射天线、接收天线；FPGA、发射端RF芯片TX、发射天线依次连接，接收天线、接收端RF芯片RX、FPGA依次连接，MCU分别与FPGA、发射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX连接；所述FPGA包括DDS模块、MCU接口、变频模块、窄带滤波模块、功率统计模块；DDS模块与发射端RF芯片TX连接，接收端RF芯片RX、变频模块、窄带滤波模块、功率统计模块依次连接。

所述MCU用于配置发射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX、读写FPGA的寄存器，通过读取FPGA功率统计模块统计的功率值然后调整发射端RF芯片TX配置完成RF芯片本振镜像校准功能；

所述发射端RF芯片TX、接收端RF芯片RX就是RF芯片，发射端RF芯片TX用于发送射频信号，接收端RF芯片RX用于接收射频信号；

所述发射天线用于将发射端RF芯片发送的射频信号转换为无线信号；