专利名称：直流偏量消除系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直流偏量消除系统，尤其涉及一种无线通讯系统中的直流偏量消除系统。
背景技术：
在无线通讯系统中，基带信号会通过调变器转换为射频信号，并耦合至天线发射出去。然，在调变器将基带信号转换为射频信号的过程中会产生直流偏量(DCOffset)。由于直流偏量的存在，使得传送信号的质量，即信噪比(Signal to NoiseRatio)变差。且，调变器输出的射频信号经由天线发射出去时，一部分能量被消耗。即直流偏量占用一部分电源能量，这样，造成电源能量的严重损耗。例如在移动电话中，直流偏量所引起的电源损耗使得移动电话所使用的电池寿命减小，导致待机时间缩短。
发明内容有鉴于此，需提供一种直流偏量消除系统，用于消除通讯系统中所产生的直流偏量，节约电源能量，提高系统的传输质量。
一种直流偏量消除系统包括数字/模拟转换模块、加法电路、同相向量(I)/正交向量(Q)调变器、侦测模块及微控制器。数字/模拟转换模块用于将数字直流偏量调整参数转换为模拟直流偏量调整参数。加法电路用于将所述模拟直流偏量调整参数与基带信号对应的分量相加。同相向量/正交向量调变器用于接收相加后的基带信号，并将其转换为射频信号。侦测模块用于侦测射频信号中直流偏量所引起的能量变化值。微控制器用于调整数字/模拟转换模块输出的直流偏量调整参数的大小，并使侦测模块输出的能量变化值最小。
本发明利用微控制器将直流偏量消除系统中直流偏量调整到最小，使得在后续通讯过程中，可以有效节约电源能量损耗，提高传输质量。
图1为本发明直流偏量消除系统的模块图。
图2为本发明图1中侦测模块的内部模块图。
图3为本发明图2中低通滤波器的具体电路图。
图4为本发明图1中加法器的具体电路图。
具体实施方式图1所示为本发明直流偏量消除系统，直流偏量消除系统包括差分放大模块10、多路转换器20、数字/模拟(digital/analog，D/A)转换模块30、加法电路40、同相向量/正交向量(inphase/quadrature，I/Q)调变器50、带通滤波器60、侦测模块70、微控制器80以及本地振荡装置90。
差分放大模块10用于将接收的基带信号转换为差分基带信号。通常，基带信号包括向量I与向量Q。在本实施方式中，差分放大模块10包括两个差分放大器D1与D2，分别接收向量I与向量Q，并将向量I与向量Q转换为差分向量I+、I-与Q+、Q-。
D/A转换模块30包括多个D/A转换器21、22、23与24，其分别用于将接收到的数字直流偏量调整参数转换为模拟直流偏量调整参数IA、IB、QA与QB。
加法电路40包括多个加法器S1、S2、S3与S4，加法器S1、S2、S3与S4分别对应将直流偏量调整参数IA、IB、QA、QB与差分基带信号I+、I-、Q+、Q-相加后，输出至I/Q调变器50的对应接脚I+、I-、Q+、Q-。详而言之，加法器S1将差分向量I+与直流偏量调整参数IA相加，并输出至I/Q调变器50的接脚I+。加法器S2将差分向量I-与直流偏量调整参数IB相加，并输出至I/Q调变器50的接脚I-。加法器S3将差分向量Q+与直流偏量调整参数QA相加，并输出至I/Q调变器50的接脚Q+。加法器S4将差分向量Q-与直流偏量调整参数QB相加，并输出至I/Q调变器50的接脚Q-。
I/Q调变器50将接收到的相加后的基带信号转换为射频(RF)信号。本实施方式中，I/Q调变器50为差分调变器，其输入信号需为差分信号。故，输入的基带信号需通过差分放大模块10转换为差分信号，再输出至I/Q调变器50。
在本发明其它实施方式中，若I/Q调变器50为非差分调变器，则输入的基带信号无需转换为差分信号，即可直接输入至调变器。因此，在这种情况下，上述差分放大模块10可以被省略。
带通滤波器60连接于I/Q调变器50与侦测模块70之间，用于滤除I/Q调变器50输出的射频信号中工作频带以外的信号，使得输出射频信号Vout工作在同一频带。
侦测模块70用于侦测射频信号Vout中直流偏量所引起的能量变化值。影响侦测模块70输出能量值变化的因素诸多，例如直流偏量、热噪声等。然，在本实施方式中，消除直流偏量是在较佳环境中进行，即直流偏量以外的因素所引起的能量变化的平均值是趋近零的高斯曲线分布。因此，侦测模块70侦测得到的能量变化值仅与直流偏量有关，且随着直流偏量的增大而增大。
微控制器80用于根据接收到的侦测模块70输出的能量变化值，调整D/A转换模块30输出的直流偏量调整参数IA、IB、QA与QB的大小，从而改变直流偏量的大小，使得直流偏量消除系统中直流偏量值达到最小，进而使得侦测模块70输出的能量变化值最小。在本实施方式中，微控制器80输出控制信号Vout1、Vout2。其中，控制信号Vout1输出至多路转换器20，用于调整D/A转换器输出的直流偏量调整参数IA、IB、QA与QB的大小，使得侦测模块70输出的能量变化值最小；控制信号Vout2输出至侦测模块70(参阅图2)。
本地振荡装置90电性连接I/Q调变器50与侦测模块70，用于产生载波信号Y1、Y2。其中，载波信号Y1输出至I/Q调变器50，载波信号Y1在I/Q调变器50将基带信号转换为射频信号；载波信号Y2输出至侦测模块70(参阅图2)。
为了使得电源能量不在通讯过程中被损耗，且，为了使得侦测模块70能侦测到射频信号Vout中所含有的直流偏量大小，本实施方式中，直流偏量消除系统需在通讯前消除I/Q调变器50所产生的直流偏量，即在通讯系统非发射时槽(non-transmission time slot)消除I/Q调变器50所产生的直流偏量。因此，在调整直流偏量值时，通讯系统先关断基带信号输入，即在直流偏量消除系统无任何信号输入的条件下，通过输入信号Vin控制微控制器80调整直流偏量值。
同时参阅图2，所示为本发明侦测模块70的内部模块图，侦测模块70包括隔离模块701、混频器702、低通滤波器703、开关元件SW以及模拟/数字(analog/digital，A/D)转换器704。
隔离模块701连接于带通滤波器60与混频器702之间，用于防止侦测模块70的信号回流至I/Q调变器50，形成串扰(crosstalk)。本实施方式中，本地振荡装置90电性连接混频器702，用于提供载波信号Y2至混频器702，其中，载波信号Y2在混频器702将射频信号Vout解调为另一种基带信号。
低通滤波器703连接混频器702，用于接收解调后的基带信号，并滤除解调后的基带信号中的高频成分。且，低通滤波器703输出的信号通过A/D转换器704转换为数字基带信号。本实施方式中，混频器702输出的解调后的基带信号是包含高频成分及直流偏量的模拟信号，而低通滤波器703输出的基带信号仅包含直流偏量的模拟信号。
侦测模块70还包括开关元件SW，连接于低通滤波器703与地之间。本实施方式中，微控制器80的控制信号Vout2亦会输出至开关元件SW，控制开关元件SW的开启与关闭。当直流偏量消除系统有基带信号输入时，微控制器80的控制信号Vout2控制开关元件SW关闭，低通滤波器703输出的解调后的基带信号被接至地。即，此时无直流偏量引起的能量变化值输入至微控器80。当直流偏量消除系统无基带信号输入时，微控制器80的控制信号Vout2控制开关元件SW开启，低通滤波器703通过A/D转换器704将滤除了高频成分、且解调后的基带信号输出至微控制器80，即，将射频信号Vout所存在的直流偏量引起的能量变化值输出至微控制器80，微控制器80开始调整D/A转换模块30输出的直流偏量调整参数IA、IB、QA与QB的大小，使侦测模块70输出的能量变化值最小。因此，微控制器80通过控制开关元件SW的开启与关闭，控制低通滤波器60的输出，进一步控制直流偏量消除系统是否调节系统中直流偏量。本实施方式中，直流偏量消除系统无基带信号输入时是通讯系统关断基带信号输入时或者通讯系统处于接收状态时。
图3所示为本发明图2所示低通滤波器703的具体电路图。低通滤波器703包括电感L、第一电容C1以及第二电容C2。其中，电感L连接于混频器702与A/D转换器704之间，其一端作为低通滤波器703的输入端，用于接收混频器702输出解调后的基带信号。电容C1连接于电感L的一端与地之间，电容C2连接于电感L的另一端与地之间。这种滤波器电路结构使得解调后的基带信号中的高频成分通过电容C1接地，而解调后的基带信号中的直流偏量被储存于电容C2。即，解调后的基带信号中的高频成分被低通滤波器703滤除，仅有直流偏量输出至A/D转换器704。
图4所示为本发明加法电路40中加法器S1的具体电路图。本实施方式中，加法器S2、S3、S4与加法器S1的电路结构相同，在此不再赘述。加法器S1包括电阻R以及第三电容C3。其中，电阻R一端用于接收D/A转换模块30输出的模拟直流偏量调整参数IA，其另一端作为加法器S1的输出端。第三电容C3的一端用于接收基带信号I+，其另一端与加法器S1的输出端相连。本实施方式中，电容C3用于隔离基带信号I+中的直流分量，并把基带信号的I+分量与直流偏量调整参数IA相加，输出至I/Q调变器50。在本发明其它实施方式中，加法器S1亦可为运算放大器。
本发明利用微控制器80将直流偏量消除系统中直流偏量调整到最小，当直流偏量消除系统直流偏量调整为最小值时，直流偏量调整参数IA、IB、QA、QB被固定为最佳直流偏量调整参数，从而基带信号叠加在最佳直流偏量调整参数上进行信号转换，使得基带信号在转换过程中直流偏量值最小，节约电源能量。同时，在后续通讯过程中，可以有效节约电源能量损耗，提高传输质量。
权利要求
1.一种直流偏量消除系统，用于消除通讯系统中的直流偏量，其特征在于所述直流偏量消除系统包括数字/模拟转换模块，用于将数字直流偏量调整参数转换为模拟直流偏量调整参数；加法电路，用于将所述模拟直流偏量调整参数分别与基带信号对应的分量相加；同相向量/正交向量调变器，用于接收相加后的基带信号，并将所述相加后的基带信号转换为射频信号；侦测模块，用于侦测射频信号中直流偏量所引起的能量变化值；以及微控制器，用于调整数字/模拟转换模块输出的直流偏量调整参数的大小，并使侦测模块输出的能量变化值最小。
2.如权利要求1所述的直流偏量消除系统，其特征在于还包括多路转换器，连接于微控制器与数字/模拟转换模块之间。
3.如权利要求1所述的直流偏量消除系统，其特征在于还包括带通滤波器，连接于同相向量/正交向量调变器与侦测模块之间，用于滤除同相向量/正交向量调变器输出的射频信号中工作频带以外的信号。
4.如权利要求1所述的直流偏量消除系统，其特征在于所述侦测模块包括混频器，用于将射频信号解调为另一种基带信号；低通滤波器，用于滤除所述另一种基带信号中的高频成分；以及模拟/数字转换器，用于接收已滤波的基带信号，并将所述滤波后的基带信号转换为数字基带信号。
5.如权利要求4所述的直流偏量消除系统，其特征在于所述侦测模块还包括隔离模块，用于防止侦测模块中的信号回流至同相向量/正交向量调变器。
6.如权利要求4所述的直流偏量消除系统，其特征在于所述低通滤波器包括电感，连接于混频器与模拟/数字转换器之间；第一电容，其连接于电感的一端与地之间；以及第二电容，其连接于电感的另一端与地之间。
7.如权利要求4所述的直流偏量消除系统，其特征在于还包括开关元件，连接于低通滤波器与地之间，用于控制低通滤波器的输出。
8.如权利要求7所述的直流偏量消除系统，其特征在于所述微控制器的控制信号亦输出至开关元件，用于控制开关元件的开启与关闭。
9.如权利要求1所述的直流偏量消除系统，其特征在于所述加法电路包括多个加法器，且所述加法器均包括电阻，其一端用于接收模拟直流偏量调整参数，其另一端作为所述加法器的输出端；以及第三电容，其一端用于接收基带信号，其另一端与所述加法器的输出端相连。
10.如权利要求1所述的直流偏量消除系统，其特征在于还包括差分放大模块，连接加法电路，用于将基带信号向量转换为差分向量，并传至加法电路。
全文摘要
一种直流偏量消除系统包括数字/模拟转换模块、加法电路、同相向量(I)/正交向量(Q)调变器、侦测模块及微控制器。数字/模拟转换模块用于将数字直流偏量调整参数转换为模拟直流偏量调整参数。加法电路用于将所述模拟直流偏量调整参数与基带信号对应的分量相加。同相向量/正交向量调变器接收相加后的基带信号，并将其转换为射频信号。侦测模块用于侦测射频信号中直流偏量所引起的能量变化值。微控制器用于调整数字/模拟转换模块输出的直流偏量调整参数的大小，并使侦测模块输出的能量变化值最小。本发明利用微控制器将直流偏量消除系统中直流偏量调整到最小，使得在后续通讯过程中，可以有效节约电源能量损耗，提高传输质量。
文档编号H04L25/06GK101056287SQ200610060268
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月12日 优先权日2006年4月12日
发明者翁国执, 别正宜 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司