振幅与正交度误差补偿装置制造方法
振幅与正交度误差补偿装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种振幅与正交度误差补偿装置。即使在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，也能够更正确地进行振幅校正以及正交度校正。振幅与正交度误差补偿装置(100)具有：振幅校正部(10)，其对输入复信号的同相分量和正交分量，基于振幅误差信息来进行振幅校正，输出得到的振幅校正后的复信号；正交度校正部(20)，其对振幅校正后的复信号，基于正交度误差信息来进行正交度校正，输出得到的正交度校正后的复信号；滤波器部(30)，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的频率分量通过；振幅误差检测部(40)，其基于通过了滤波器部(30)的复信号的同相分量和正交分量来求取振幅误差信息；以及正交度误差检测部(50)，其求取表示通过了滤波器部(30)的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的正交度误差信息。
【专利说明】振幅与正交度误差补偿装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及在模拟或数字无线通信中使用的解调装置等。特别，涉及进行正交检波后的复信号(complex signal)的同相分量和正交分量之间的振幅误差或正交度误差的检测以及校正的装置。
【背景技术】
[0002]在接收通过各种模拟调制方式或数字调制方式调制后的信号并进行解调的情况下，广泛进行以下操作，即，使用由模拟电路构成的正交检波器来对接收信号进行正交检波，得到其结果作为复信号(IQ信号)。
[0003]所谓从正交检波器输出的复信号的同相分量和正交分量，理想情况下应该正交且平均振幅相同(图2(a))。但是，由模拟电路构成的正交检波器由于受到模拟元件的特性偏差/温度特性/电压特性等的影响，在复信号的同相分量和正交分量之间产生振幅误差和正交度误差(例如图2(b))。由此，若直接保持原样使用从这样的正交检波器输出的复信号来进行检波就会产生图像损害，使接收机的接收性能劣化。
[0004]为了应对该问题，专利文献I中记载了在被输入的复信号的信号点的分布不平衡的情况下，正确且稳定地对振幅误差和正交度误差进行校正的振幅误差补偿装置以及正交度误差补偿装置。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:国际公开第2006/132118号
[0008]发明概要
[0009]发明要解决的课题
[0010]根据专利文献I记载的正交度误差补偿电路，能够通过在复平面中进行平均化来消除受到了模拟元件的特性偏差/温度特性/电压特性等影响的输入复信号的信号点的分布的不平衡。但是，复信号的同相分量和正交分量之间的振幅误差和正交度误差由于复信号的频率的不同而不同。由此，在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，存在振幅误差校正和正交度误差校正的精度变差这样的问题。
[0011]本公开的目的在于，在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，更正确地进行振幅校正以及正交度校正。
【发明内容】
[0012]用于解决课题的手段
[0013]本发明的实施方式的振幅与正交度误差补偿装置具有:振幅校正部，其对输入复信号的同相分量和正交分量，基于振幅误差信息来进行振幅校正，并输出所得到的振幅校正后的复信号；正交度校正部，其对上述振幅校正后的复信号，基于正交度误差信息来进行正交度校正，并输出所得到的正交度校正后的复信号；滤波器部，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的频率分量通过；振幅误差检测部，其基于通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量来求取上述振幅误差信息；以及正交度误差检测部，其求取表示通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的上述正交度误差信息。
[0014]发明效果
[0015]根据本公开，由于基于通过了滤波器部的复信号的同相分量以及正交分量来求取振幅误差信息以及正交度误差信息，所以即使在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，也能够更正确地进行振幅校正以及正交度校正。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施方式涉及的振幅与正交度误差补偿装置的构成例的框图。
[0017]图2(a)是例示输入图1的振幅校正部的同相分量II以及正交分量QI为理想的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图2(b)是例示在同相分量II和正交分量QI之间存在振幅误差以及正交度误差的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。
[0018]图3(a)是表示图2(a)的情况下的复信号Cl的频谱的图。图3 (b)是表示图2(b)的情况下的复信号Cl的频谱的图。
[0019]图4是表示振幅误差AG的频率特性的例子的图表。
[0020]图5是表示正交度误差Δφ的频率特性的例子的图表。
[0021]图6是表示图1的振幅误差检测部的构成例的框图。
[0022]图7是图6的区域判定部的处理的说明图。
[0023]图8 (a)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图8(b)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。
[0024]图9是表示图1的振幅校正部的构成例的框图。
[0025]图10是表示在同相分量和正交分量之间存在振幅误差的情况下具有这些分量的向量的轨迹的例子的图。
[0026]图11是表示图1的正交度误差检测部的构成例的框图。
[0027]图12是图11的区域判定部的处理的说明图。
[0028]图13 (a)是例示同相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图13(b)是例不同相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。
[0029]图14是表示图1的正交度校正部的构成例的框图。
[0030]图15是表示模拟电视播放的信号的频谱的例子的图。
[0031]图16是在假定图1的振幅与正交度误差补偿装置不具有滤波器部的情况下在复平面上示出与振幅与正交度误差补偿装置的输出信号CR的分量相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0032]图17 (a)、图17(b)、以及图17(c)分别是表示图1的滤波器部的通频带PBl的例子的频谱图。[0033]图18是在图1的振幅与正交度误差补偿装置具有图17 (a)、图17(b)、或图17(c)的特性的滤波器部的情况下在复平面上示出与能通过滤波器部的信号相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0034]图19 (a)是表示与图18的椭圆Sfl相对应的影像信号Vl的频谱的例子的图。图19(b)是表示在输出信号CR中与图18的圆S相对应的信号的频谱的例子的图。
[0035]图20是表示图1的滤波器部的其他的通频带PB2的例子的频谱图。
[0036]图21是在图1的振幅与正交度误差补偿装置具有图20的特性的滤波器部的情况下在复平面上示出与能通过滤波器部的信号相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0037]图22 (a)是表示与图21的椭圆Sf2相对应的声音信号Al的频谱的例子的图。图22(b)是表示在输出信号CR中与图21的圆S相对应的信号的频谱的例子的图。
[0038]图23(a)是表示包含宽频段信号在内的信号的频谱的例子的图。图23(b)是表示图1的滤波器部的其他的通频带PB4的例子和通过了该滤波器部的图23(a)的信号的频谱的例子的图。
[0039]图24(a)是在假定图1的振幅与正交度误差补偿装置不具有滤波器部的情况下在复平面上示出与振幅与正交度误差补偿装置的输出信号CR的分量相对应的向量的轨迹的其他例子的图。图24(b)是在图1的振幅与正交度误差补偿装置具有图23(b)的特性的滤波器部的情况下在复平面上示出与能通过滤波器部的信号相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0040]图25是表示图1的振幅与正交度误差补偿装置的其他构成例的框图。
[0041]图26是表示图1的振幅与正交度误差补偿装置的进一步其他构成例的框图。
[0042]图27(a)是表示模拟电视播放的信号的频谱的其他例子的图。图27(b)是表示图26的各滤波器的通频带的例子的图。
[0043]图28是表示具有图1的振幅与正交度误差补偿装置的接收机的构成例的框图。【具体实施方式】
[0044]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。在附图中由相同的附图标记表示的构成要素是相同的或类似的构成要素。
[0045]图1是表示本发明的实施方式涉及的振幅与正交度误差补偿装置的构成例的框图。图1的振幅与正交度误差补偿装置100具有:振幅校正部10、正交度校正部20、滤波器部30、振幅误差检测部40、正交度误差检测部50。由天线接收并在之后进行正交检波而得到的复信号Cl被输入振幅校正部10。复信号Cl具有同相分量II和正交分量QI。
[0046]图2(a)是例示被输入图1的振幅校正部中的同相分量II以及正交分量QI为理想值的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图2(b)是例示在同相分量II和正交分量QI之间存在振幅误差以及正交度误差的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。在理想情况下，如图2(a)这样，向量的轨迹成为正圆。在存在振幅误差的情况下，向量的轨迹成为椭圆，在进一步存在正交度误差的情况下，如图2(b)这样，椭圆的长轴与I轴以及Q轴都不一致。
[0047]图3(a)是表示图2(a)的情况下的复信号Cl的频谱的图。图3 (b)是表示图2(b)的情况下的复信号Cl的频谱。在图2(a)的情况下，由于没有振幅误差以及正交度误差，所以仅仅存在频率fO的频谱，不产生图像损害信号。在图2(b)的情况下，由于存在振幅误差以及正交度误差，所以产生频率fO’的图像损害信号。
[0048]图4是表示振幅误差AG的频率特性的例子的图表。在图4中，Gl表示同相分量
II和正交分量QI之间的振幅误差ΛG不管频率f如何都固定的情况，G2表示振幅误差AG随着频率f的增加而增加的情况。图5是表示正交度误差Δφ的频率特性的例子的图表。在图5中，φ?表示同相分量II和正交分量QI之间的正交度误差Δφ不管频率f如何都固定的情况，φ2表示正交度误差Δφ随着频率f的增加而减少的情况。以下，说明复信号Cl具有由图4的曲线G2表示的振幅误差、以及由图5的曲线φ2表示的正交度误差的情况。
[0049]振幅校正部10针对同相分量II以及正交分童QI基于从振幅误差检测部40输出的作为振幅误差信息的同相振幅误差倍率α来进行振幅校正，以使得同相分量II的振幅和正交分量QI的振幅之间的差变小，并输出所得到的振幅校正后的同相分量IA以及正交分量QA。
[0050]正交度校正部20针对同相分量IA以及正交分量QA基于从正交度误差检测部50输出的正交度误差信息Ψ来进行正交度校正，以使得同相分量IA和正交分量QA正交，并输出得到的正交度校正后的复信号CR(具有同相分量IR和正交分量QR)。滤波器部30使同相分量IR以及正交分量QR的规定的频率分量通过，并将通过的分量分别作为同相分量IL以及正交分量QL来输出。
[0051]振幅误差检测部40基于同相分量IL以及正交分量QL求取同相振幅误差倍率α，并输出至振幅校正部10。即，振幅误差检测部40和振幅校正部10进行振幅误差的反馈校正。同相振幅误差倍率α是为了进行振幅误差校正而应与同相分量II相乘的值。正交度误差检测部50求取表示同相分量IL和正交分量QL之间的正交度误差的正交度误差信息Ψ，并输出至正交度校正部20。即，正交度误差检测部50和正交度校正部20进行正交度误差的反馈校正。
[0052]图6是表示图1的振幅误差检测部40的构成例的框图。振幅误差检测部40具有:电力计算部41、区域判定部42、符号翻转部43、选择器44、环路滤波器45、加法器46。电力计算部41求取同相分量IL的平方与正交分量QL的平方之和，将求取的和作为电力来输出。符号翻转部43将所求取的电力在使其符号相反后输出。
[0053]图7是图6的区域判定部42的处理的说明图。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图7的“I”所示的区域相对应的情况下，即，在QL≥IL且QL≥-1L、或QL^ IL且QLS -1L的情况下，区域判定部42输出“I”。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图7的“O”所示的区域相对应的情况下，即，在QL〈IL且QL>-1L、或QL>IL且QL〈-1L的情况下，区域判定部42输出“O”。
[0054]选择器44在区域判定部42输出“ I ”的情况下，选择并输出符号翻转部43的输出，在区域判定部42输出“O”的情况下，选择并输出由电力计算部41求取的电力。环路滤波器45对选择器44的输出进行平滑化并输出。加法器46在环路滤波器45的输出上加上I。
[0055]图8(a)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图8(b)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。通过以上的处理，振幅误差检测部40针对图8(a)或图8(b)这样的椭圆上的点，输出与考虑这些图的符号而得到的电力之和相对应的同相振幅误差倍率α。该电力之和，在图8(a)或图8(b)的⑴区域中存在点的情况下，加上该点的电力，在(_)的区域中存在点的情况下，是通过减去该点的电力而得到的值，具体来说，是通过选择器44的选择以及环路滤波器45的平滑化处理而得到的。图8 (a)的情况下，α>1，图8(b)的情况下α〈1。
[0056]图9是表示图1的振幅校正部10的构成例的框图。振幅校正部10具有乘法器
11、12和正交振幅误差倍率计算部14。正交振幅误差倍率计算部14基于从振幅误差检测部40输出的同相振幅误差倍率α，计算正交振幅误差倍率β。正交振幅误差倍率β是为了进行振幅误差校正而应与正交分量QI相乘的值。
[0057]乘法器11在同相分量II上乘以同相振幅误差倍率α，将其结果作为同相分量IA输出。乘法器12在正交分量QI上相乘正交振幅误差倍率β，将其结果作为正交分量QA输出。这里，正交振幅误差倍率计算部14按照被输入振幅校正部10的同相分量II以及正交分量QI的电力和被从振幅校正部10输出的同相分量IA以及正交分量QA的电力相等的方式来计算正交振幅误差倍率β。
[0058]图10是表示在同相分量和正交分量之间存在振幅误差的情况下具有这些分量的向量的轨迹的例子的图。针对正交振幅误差倍率β的计算方法进行详细说明。
[0059]在同相分量I和正交分量Q之间存在振幅误差的情况下，具有这些分量的向量的轨迹平均由图10的椭圆SG表不。如果振幅校正后的同相分量IA和正交分量QA的振幅相等，则具有这些分量的向量的轨迹平均由图10的正圆S表示。这里，设椭圆SG的长径为Α，短径为B，正圆S的半径为R。
[0060]首先,按照I=Rcos Θ、Q=Rsin Θ来对正圆S进行极坐标表示。假定具有同相分量IA以及正交分量QA作为分量的复信号的平均振幅的概率分布在Θ =0~2 π时固定，则该复信号的平均电力通过以下来求取:
[0061]/ [O -2 31 ] R2 (cos2 Θ +sin2 θ ) d θ /2 Ji =R2 (I)
[0062]这里，/ [O - 2 3? ]d θ表示从θ =0到θ =2 Ji的积分。
[0063]接着，按照I=Acos Θ ,Q=Bsin Θ的方式来对椭圆SG进行极坐标表示。假定具有同相分量I以及正交分量Q作为分量的复信号的平均振幅的概率分布在Θ =0~2 π时固定，则该复信号的平均电力通过以下来求取:
[0064]f [O — 2 ] (A2COs2 Θ +B2Sin2 Θ ) d Θ/2 Ji = (A2+B2) /2 (2)
[0065]这里，如果加上将校正前后的电力设为固定的条件，则通过式(I)以及式(2)得到:
[0066]A2+B2=2R2 (3)
[0067]振幅校正部10在同相分量I上乘以同相振幅误差倍率α，在正交分量Q上乘以正交振幅误差倍率β，由此来进行振幅校正。由于校正前后的信号的平均振幅相等，所以在校正前的平均振幅Α、Β和校正后的平均振幅R之间，存在下式(4)、(5)即
[0068]a A=R (4)
[0069]β B=R (5)
[0070]的关系。
[0071]将式⑷、(5)代入式(3)，由α来表示β，则成为
[0072]P=I/ {2 - (I ! a)2}(6)[0073]正交振幅误差倍率计算部14采用式(6)的关系，根据同相振幅误差倍率α来计算正交振幅误差倍率β。正交振幅误差倍率计算部14例如能够通过存储了表示式(6)的关系的查找表的ROM (read-only memory)等来实现。
[0074]如以上，振幅校正部10基于将校正前后的平均电力设为固定的条件和作为标量的同相振幅误差倍率α，进行同相分量II以及正交分量QI的各自的增益调整，换言之，进行振幅校正。
[0075]另外，虽然说明了根据同相振幅误差倍率α来求取正交振幅误差倍率β的情况，但是也可以由振幅误差检测部来求取正交振幅误差倍率β，使用式(6)来求取同相振幅误差倍率α。
[0076]图11是表示图1的正交度误差检测部50的构成例的框图。正交度误差检测部50具有:电力计算部51、区域判定部52、符号翻转部53、选择器54、环路滤波器55。电力计算部51对同相分量IL的平方和正交分量QL的平方进行相加,将求取的和作为电力来输出。符号翻转部53将所求取的和在使其符号相反后输出。
[0077]图12是图11的区域判定部52的处理的说明图。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图12的“I”所示的区域相对应的情况下，即，在QL≤O且IL≤O、或QL < O且IL≤O的情况下，区域判定部52输出“ I ”。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图12的“O”所示的区域相对应的情况下，即，在QL>0且ILXK或QL〈0且IL〈0的情况下，区域判定部52输出“O”。
[0078]选择器54在区域判定部52输出“O”的情况下，选择并输出符号翻转部53的输出，在区域判定部52输出“I”的情况下，选择并输出由电力计算部51求取的电力。环路滤波器55对选择器54的输出进行平滑化并输出。
[0079]图13 (a)是例示同 相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图 。图13(b)是例不同相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。通过以上处理，区域判定部52针对图13(a)或图13(b)这样的椭圆上的点，输出与考虑符号而得到的电力之和相对应的正交度误差信息Ψ。关于该电力之和，在图13(a)或图13(b)的(+)区域中存在点的情况下，是对该点的电力相加而得到的值，在㈠的区域中存在点的情况下，是减去该点的电力而得到的值，具体来说，是通过选择器54的选择以及环路滤波器55的平滑化处理而得到的。在图13(a)的情况下Ψ > 0，在图13(b)的情况下Ψ〈0。
[0080]图14是表示图1的正交度校正部20的构成例的框图。正交度校正部20具备:变换用R0M22、乘法器24、25、加法器26。正交度校正部20，对于从正交度误差检测部50输出的正交度误差信息Ψ (正交度的偏差)，由于Ψ充分小，所以将其处理为tanW。
[0081]变换用R0M22将正交度误差信息tanW变换为l/cosW并输出。乘法器25在正交分量QA上乘以从变换用R0M22输出的Ι/cosΨ， 并将乘法结果输出至加法器26。乘法器24在同相分量IA上乘以正交度误差信息tanW，并将乘法结果输出至加法器26。加法器26对由乘法器24以及25得到的乘法结果进行相加，并输出校正后的正交分量QR。
[0082]接着，详细说明正交度校正部20的动作。通过前级的振幅校正部10，对同相分量II和正交分量QI进行振幅校正，所以振幅校正后的同相分量IA和正交分量QA成为振幅相同。因此，同相分量IA和正交分量QA分别由以下的式(7)、⑶表示。[0083]
I
【权利要求】
1.一种振幅与正交度误差补偿装置，具备: 振幅校正部，其对输入复信号的同相分量和正交分量，基于振幅误差信息来进行振幅校正，并输出所得到的振幅校正后的复信号； 正交度校正部，其对上述振幅校正后的复信号，基于正交度误差信息来进行正交度校正，并输出所得到的正交度校正后的复信号； 滤波器部，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的频率分量通过； 振幅误差检测部，其基于通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量来求取上述振幅误差信息；以及 正交度误差检测部，其求取表示通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的上述正交度误差信息。
2.根据权利要求1所述的振幅与正交度误差补偿装置，其特征在于， 上述滤波器部，在上述输入复信号包含窄频段信号和宽频段信号的情况下，具有使上述窄频段信号比上述宽频段信号更加衰减后输出的特性。
3.根据权利要求1所述的振幅与正交度误差补偿装置，其特征在于， 上述滤波器部具有: 第一滤波器，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的第一频率分量通过；以及 第二滤波器，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的第二频率分量通过， 上述振幅误差检测部基于通过了上述第一滤波器的复信号的同相分量和正交分量来求取上述振幅误差信息， 上述正交度误差检测部求取表示通过了上述第二滤波器的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的上述正交度误差信息。
4.根据权利要求1所述的振幅与正交度误差补偿装置，其特征在于， 上述滤波器部具有: 多个滤波器，该多个滤波器输出上述正交度校正后的复信号之中各自的规定的频率分量; 多个乘法器，该多个乘法器分别与上述多个滤波器相对应，将分别对应的上述滤波器的输出信号乘以各自的规定的系数，并输出乘法结果；以及 加法器，其对上述多个乘法器的上述乘法结果进行相加，并输出加法结果。
【文档编号】H04L27/38GK103503396SQ201180070676
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年12月14日 优先权日:2011年5月10日
【发明者】上松克洋, 神野一平 申请人:松下电器产业株式会社
【专利摘要】本发明提供一种振幅与正交度误差补偿装置。即使在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，也能够更正确地进行振幅校正以及正交度校正。振幅与正交度误差补偿装置(100)具有：振幅校正部(10)，其对输入复信号的同相分量和正交分量，基于振幅误差信息来进行振幅校正，输出得到的振幅校正后的复信号；正交度校正部(20)，其对振幅校正后的复信号，基于正交度误差信息来进行正交度校正，输出得到的正交度校正后的复信号；滤波器部(30)，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的频率分量通过；振幅误差检测部(40)，其基于通过了滤波器部(30)的复信号的同相分量和正交分量来求取振幅误差信息；以及正交度误差检测部(50)，其求取表示通过了滤波器部(30)的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的正交度误差信息。
【专利说明】振幅与正交度误差补偿装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及在模拟或数字无线通信中使用的解调装置等。特别，涉及进行正交检波后的复信号(complex signal)的同相分量和正交分量之间的振幅误差或正交度误差的检测以及校正的装置。
【背景技术】
[0002]在接收通过各种模拟调制方式或数字调制方式调制后的信号并进行解调的情况下，广泛进行以下操作，即，使用由模拟电路构成的正交检波器来对接收信号进行正交检波，得到其结果作为复信号(IQ信号)。
[0003]所谓从正交检波器输出的复信号的同相分量和正交分量，理想情况下应该正交且平均振幅相同(图2(a))。但是，由模拟电路构成的正交检波器由于受到模拟元件的特性偏差/温度特性/电压特性等的影响，在复信号的同相分量和正交分量之间产生振幅误差和正交度误差(例如图2(b))。由此，若直接保持原样使用从这样的正交检波器输出的复信号来进行检波就会产生图像损害，使接收机的接收性能劣化。
[0004]为了应对该问题，专利文献I中记载了在被输入的复信号的信号点的分布不平衡的情况下，正确且稳定地对振幅误差和正交度误差进行校正的振幅误差补偿装置以及正交度误差补偿装置。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:国际公开第2006/132118号
[0008]发明概要
[0009]发明要解决的课题
[0010]根据专利文献I记载的正交度误差补偿电路，能够通过在复平面中进行平均化来消除受到了模拟元件的特性偏差/温度特性/电压特性等影响的输入复信号的信号点的分布的不平衡。但是，复信号的同相分量和正交分量之间的振幅误差和正交度误差由于复信号的频率的不同而不同。由此，在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，存在振幅误差校正和正交度误差校正的精度变差这样的问题。
[0011]本公开的目的在于，在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，更正确地进行振幅校正以及正交度校正。
【发明内容】
[0012]用于解决课题的手段
[0013]本发明的实施方式的振幅与正交度误差补偿装置具有:振幅校正部，其对输入复信号的同相分量和正交分量，基于振幅误差信息来进行振幅校正，并输出所得到的振幅校正后的复信号；正交度校正部，其对上述振幅校正后的复信号，基于正交度误差信息来进行正交度校正，并输出所得到的正交度校正后的复信号；滤波器部，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的频率分量通过；振幅误差检测部，其基于通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量来求取上述振幅误差信息；以及正交度误差检测部，其求取表示通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的上述正交度误差信息。
[0014]发明效果
[0015]根据本公开，由于基于通过了滤波器部的复信号的同相分量以及正交分量来求取振幅误差信息以及正交度误差信息，所以即使在输入信号中包含频率不同的多个信号的情况下，也能够更正确地进行振幅校正以及正交度校正。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是表示本发明的实施方式涉及的振幅与正交度误差补偿装置的构成例的框图。
[0017]图2(a)是例示输入图1的振幅校正部的同相分量II以及正交分量QI为理想的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图2(b)是例示在同相分量II和正交分量QI之间存在振幅误差以及正交度误差的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。
[0018]图3(a)是表示图2(a)的情况下的复信号Cl的频谱的图。图3 (b)是表示图2(b)的情况下的复信号Cl的频谱的图。
[0019]图4是表示振幅误差AG的频率特性的例子的图表。
[0020]图5是表示正交度误差Δφ的频率特性的例子的图表。
[0021]图6是表示图1的振幅误差检测部的构成例的框图。
[0022]图7是图6的区域判定部的处理的说明图。
[0023]图8 (a)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图8(b)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。
[0024]图9是表示图1的振幅校正部的构成例的框图。
[0025]图10是表示在同相分量和正交分量之间存在振幅误差的情况下具有这些分量的向量的轨迹的例子的图。
[0026]图11是表示图1的正交度误差检测部的构成例的框图。
[0027]图12是图11的区域判定部的处理的说明图。
[0028]图13 (a)是例示同相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图13(b)是例不同相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。
[0029]图14是表示图1的正交度校正部的构成例的框图。
[0030]图15是表示模拟电视播放的信号的频谱的例子的图。
[0031]图16是在假定图1的振幅与正交度误差补偿装置不具有滤波器部的情况下在复平面上示出与振幅与正交度误差补偿装置的输出信号CR的分量相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0032]图17 (a)、图17(b)、以及图17(c)分别是表示图1的滤波器部的通频带PBl的例子的频谱图。[0033]图18是在图1的振幅与正交度误差补偿装置具有图17 (a)、图17(b)、或图17(c)的特性的滤波器部的情况下在复平面上示出与能通过滤波器部的信号相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0034]图19 (a)是表示与图18的椭圆Sfl相对应的影像信号Vl的频谱的例子的图。图19(b)是表示在输出信号CR中与图18的圆S相对应的信号的频谱的例子的图。
[0035]图20是表示图1的滤波器部的其他的通频带PB2的例子的频谱图。
[0036]图21是在图1的振幅与正交度误差补偿装置具有图20的特性的滤波器部的情况下在复平面上示出与能通过滤波器部的信号相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0037]图22 (a)是表示与图21的椭圆Sf2相对应的声音信号Al的频谱的例子的图。图22(b)是表示在输出信号CR中与图21的圆S相对应的信号的频谱的例子的图。
[0038]图23(a)是表示包含宽频段信号在内的信号的频谱的例子的图。图23(b)是表示图1的滤波器部的其他的通频带PB4的例子和通过了该滤波器部的图23(a)的信号的频谱的例子的图。
[0039]图24(a)是在假定图1的振幅与正交度误差补偿装置不具有滤波器部的情况下在复平面上示出与振幅与正交度误差补偿装置的输出信号CR的分量相对应的向量的轨迹的其他例子的图。图24(b)是在图1的振幅与正交度误差补偿装置具有图23(b)的特性的滤波器部的情况下在复平面上示出与能通过滤波器部的信号相对应的向量的轨迹的例子的图。
[0040]图25是表示图1的振幅与正交度误差补偿装置的其他构成例的框图。
[0041]图26是表示图1的振幅与正交度误差补偿装置的进一步其他构成例的框图。
[0042]图27(a)是表示模拟电视播放的信号的频谱的其他例子的图。图27(b)是表示图26的各滤波器的通频带的例子的图。
[0043]图28是表示具有图1的振幅与正交度误差补偿装置的接收机的构成例的框图。【具体实施方式】
[0044]以下，参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。在附图中由相同的附图标记表示的构成要素是相同的或类似的构成要素。
[0045]图1是表示本发明的实施方式涉及的振幅与正交度误差补偿装置的构成例的框图。图1的振幅与正交度误差补偿装置100具有:振幅校正部10、正交度校正部20、滤波器部30、振幅误差检测部40、正交度误差检测部50。由天线接收并在之后进行正交检波而得到的复信号Cl被输入振幅校正部10。复信号Cl具有同相分量II和正交分量QI。
[0046]图2(a)是例示被输入图1的振幅校正部中的同相分量II以及正交分量QI为理想值的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图2(b)是例示在同相分量II和正交分量QI之间存在振幅误差以及正交度误差的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。在理想情况下，如图2(a)这样，向量的轨迹成为正圆。在存在振幅误差的情况下，向量的轨迹成为椭圆，在进一步存在正交度误差的情况下，如图2(b)这样，椭圆的长轴与I轴以及Q轴都不一致。
[0047]图3(a)是表示图2(a)的情况下的复信号Cl的频谱的图。图3 (b)是表示图2(b)的情况下的复信号Cl的频谱。在图2(a)的情况下，由于没有振幅误差以及正交度误差，所以仅仅存在频率fO的频谱，不产生图像损害信号。在图2(b)的情况下，由于存在振幅误差以及正交度误差，所以产生频率fO’的图像损害信号。
[0048]图4是表示振幅误差AG的频率特性的例子的图表。在图4中，Gl表示同相分量
II和正交分量QI之间的振幅误差ΛG不管频率f如何都固定的情况，G2表示振幅误差AG随着频率f的增加而增加的情况。图5是表示正交度误差Δφ的频率特性的例子的图表。在图5中，φ?表示同相分量II和正交分量QI之间的正交度误差Δφ不管频率f如何都固定的情况，φ2表示正交度误差Δφ随着频率f的增加而减少的情况。以下，说明复信号Cl具有由图4的曲线G2表示的振幅误差、以及由图5的曲线φ2表示的正交度误差的情况。
[0049]振幅校正部10针对同相分量II以及正交分童QI基于从振幅误差检测部40输出的作为振幅误差信息的同相振幅误差倍率α来进行振幅校正，以使得同相分量II的振幅和正交分量QI的振幅之间的差变小，并输出所得到的振幅校正后的同相分量IA以及正交分量QA。
[0050]正交度校正部20针对同相分量IA以及正交分量QA基于从正交度误差检测部50输出的正交度误差信息Ψ来进行正交度校正，以使得同相分量IA和正交分量QA正交，并输出得到的正交度校正后的复信号CR(具有同相分量IR和正交分量QR)。滤波器部30使同相分量IR以及正交分量QR的规定的频率分量通过，并将通过的分量分别作为同相分量IL以及正交分量QL来输出。
[0051]振幅误差检测部40基于同相分量IL以及正交分量QL求取同相振幅误差倍率α，并输出至振幅校正部10。即，振幅误差检测部40和振幅校正部10进行振幅误差的反馈校正。同相振幅误差倍率α是为了进行振幅误差校正而应与同相分量II相乘的值。正交度误差检测部50求取表示同相分量IL和正交分量QL之间的正交度误差的正交度误差信息Ψ，并输出至正交度校正部20。即，正交度误差检测部50和正交度校正部20进行正交度误差的反馈校正。
[0052]图6是表示图1的振幅误差检测部40的构成例的框图。振幅误差检测部40具有:电力计算部41、区域判定部42、符号翻转部43、选择器44、环路滤波器45、加法器46。电力计算部41求取同相分量IL的平方与正交分量QL的平方之和，将求取的和作为电力来输出。符号翻转部43将所求取的电力在使其符号相反后输出。
[0053]图7是图6的区域判定部42的处理的说明图。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图7的“I”所示的区域相对应的情况下，即，在QL≥IL且QL≥-1L、或QL^ IL且QLS -1L的情况下，区域判定部42输出“I”。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图7的“O”所示的区域相对应的情况下，即，在QL〈IL且QL>-1L、或QL>IL且QL〈-1L的情况下，区域判定部42输出“O”。
[0054]选择器44在区域判定部42输出“ I ”的情况下，选择并输出符号翻转部43的输出，在区域判定部42输出“O”的情况下，选择并输出由电力计算部41求取的电力。环路滤波器45对选择器44的输出进行平滑化并输出。加法器46在环路滤波器45的输出上加上I。
[0055]图8(a)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。图8(b)是例示同相分量IL的振幅比正交分量QL的振幅小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。通过以上的处理，振幅误差检测部40针对图8(a)或图8(b)这样的椭圆上的点，输出与考虑这些图的符号而得到的电力之和相对应的同相振幅误差倍率α。该电力之和，在图8(a)或图8(b)的⑴区域中存在点的情况下，加上该点的电力，在(_)的区域中存在点的情况下，是通过减去该点的电力而得到的值，具体来说，是通过选择器44的选择以及环路滤波器45的平滑化处理而得到的。图8 (a)的情况下，α>1，图8(b)的情况下α〈1。
[0056]图9是表示图1的振幅校正部10的构成例的框图。振幅校正部10具有乘法器
11、12和正交振幅误差倍率计算部14。正交振幅误差倍率计算部14基于从振幅误差检测部40输出的同相振幅误差倍率α，计算正交振幅误差倍率β。正交振幅误差倍率β是为了进行振幅误差校正而应与正交分量QI相乘的值。
[0057]乘法器11在同相分量II上乘以同相振幅误差倍率α，将其结果作为同相分量IA输出。乘法器12在正交分量QI上相乘正交振幅误差倍率β，将其结果作为正交分量QA输出。这里，正交振幅误差倍率计算部14按照被输入振幅校正部10的同相分量II以及正交分量QI的电力和被从振幅校正部10输出的同相分量IA以及正交分量QA的电力相等的方式来计算正交振幅误差倍率β。
[0058]图10是表示在同相分量和正交分量之间存在振幅误差的情况下具有这些分量的向量的轨迹的例子的图。针对正交振幅误差倍率β的计算方法进行详细说明。
[0059]在同相分量I和正交分量Q之间存在振幅误差的情况下，具有这些分量的向量的轨迹平均由图10的椭圆SG表不。如果振幅校正后的同相分量IA和正交分量QA的振幅相等，则具有这些分量的向量的轨迹平均由图10的正圆S表示。这里，设椭圆SG的长径为Α，短径为B，正圆S的半径为R。
[0060]首先,按照I=Rcos Θ、Q=Rsin Θ来对正圆S进行极坐标表示。假定具有同相分量IA以及正交分量QA作为分量的复信号的平均振幅的概率分布在Θ =0~2 π时固定，则该复信号的平均电力通过以下来求取:
[0061]/ [O -2 31 ] R2 (cos2 Θ +sin2 θ ) d θ /2 Ji =R2 (I)
[0062]这里，/ [O - 2 3? ]d θ表示从θ =0到θ =2 Ji的积分。
[0063]接着，按照I=Acos Θ ,Q=Bsin Θ的方式来对椭圆SG进行极坐标表示。假定具有同相分量I以及正交分量Q作为分量的复信号的平均振幅的概率分布在Θ =0~2 π时固定，则该复信号的平均电力通过以下来求取:
[0064]f [O — 2 ] (A2COs2 Θ +B2Sin2 Θ ) d Θ/2 Ji = (A2+B2) /2 (2)
[0065]这里，如果加上将校正前后的电力设为固定的条件，则通过式(I)以及式(2)得到:
[0066]A2+B2=2R2 (3)
[0067]振幅校正部10在同相分量I上乘以同相振幅误差倍率α，在正交分量Q上乘以正交振幅误差倍率β，由此来进行振幅校正。由于校正前后的信号的平均振幅相等，所以在校正前的平均振幅Α、Β和校正后的平均振幅R之间，存在下式(4)、(5)即
[0068]a A=R (4)
[0069]β B=R (5)
[0070]的关系。
[0071]将式⑷、(5)代入式(3)，由α来表示β，则成为
[0072]P=I/ {2 - (I ! a)2}(6)[0073]正交振幅误差倍率计算部14采用式(6)的关系，根据同相振幅误差倍率α来计算正交振幅误差倍率β。正交振幅误差倍率计算部14例如能够通过存储了表示式(6)的关系的查找表的ROM (read-only memory)等来实现。
[0074]如以上，振幅校正部10基于将校正前后的平均电力设为固定的条件和作为标量的同相振幅误差倍率α，进行同相分量II以及正交分量QI的各自的增益调整，换言之，进行振幅校正。
[0075]另外，虽然说明了根据同相振幅误差倍率α来求取正交振幅误差倍率β的情况，但是也可以由振幅误差检测部来求取正交振幅误差倍率β，使用式(6)来求取同相振幅误差倍率α。
[0076]图11是表示图1的正交度误差检测部50的构成例的框图。正交度误差检测部50具有:电力计算部51、区域判定部52、符号翻转部53、选择器54、环路滤波器55。电力计算部51对同相分量IL的平方和正交分量QL的平方进行相加,将求取的和作为电力来输出。符号翻转部53将所求取的和在使其符号相反后输出。
[0077]图12是图11的区域判定部52的处理的说明图。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图12的“I”所示的区域相对应的情况下，即，在QL≤O且IL≤O、或QL < O且IL≤O的情况下，区域判定部52输出“ I ”。在同相分量IL和正交分量QL之间的关系例如与图12的“O”所示的区域相对应的情况下，即，在QL>0且ILXK或QL〈0且IL〈0的情况下，区域判定部52输出“O”。
[0078]选择器54在区域判定部52输出“O”的情况下，选择并输出符号翻转部53的输出，在区域判定部52输出“I”的情况下，选择并输出由电力计算部51求取的电力。环路滤波器55对选择器54的输出进行平滑化并输出。
[0079]图13 (a)是例示同 相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°大的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图 。图13(b)是例不同相分量IL和正交分量QL之间的相位差比90°小的情况下的、具有这些分量的向量的轨迹的图。通过以上处理，区域判定部52针对图13(a)或图13(b)这样的椭圆上的点，输出与考虑符号而得到的电力之和相对应的正交度误差信息Ψ。关于该电力之和，在图13(a)或图13(b)的(+)区域中存在点的情况下，是对该点的电力相加而得到的值，在㈠的区域中存在点的情况下，是减去该点的电力而得到的值，具体来说，是通过选择器54的选择以及环路滤波器55的平滑化处理而得到的。在图13(a)的情况下Ψ > 0，在图13(b)的情况下Ψ〈0。
[0080]图14是表示图1的正交度校正部20的构成例的框图。正交度校正部20具备:变换用R0M22、乘法器24、25、加法器26。正交度校正部20，对于从正交度误差检测部50输出的正交度误差信息Ψ (正交度的偏差)，由于Ψ充分小，所以将其处理为tanW。
[0081]变换用R0M22将正交度误差信息tanW变换为l/cosW并输出。乘法器25在正交分量QA上乘以从变换用R0M22输出的Ι/cosΨ， 并将乘法结果输出至加法器26。乘法器24在同相分量IA上乘以正交度误差信息tanW，并将乘法结果输出至加法器26。加法器26对由乘法器24以及25得到的乘法结果进行相加，并输出校正后的正交分量QR。
[0082]接着，详细说明正交度校正部20的动作。通过前级的振幅校正部10，对同相分量II和正交分量QI进行振幅校正，所以振幅校正后的同相分量IA和正交分量QA成为振幅相同。因此，同相分量IA和正交分量QA分别由以下的式(7)、⑶表示。[0083]
I
【权利要求】
1.一种振幅与正交度误差补偿装置，具备: 振幅校正部，其对输入复信号的同相分量和正交分量，基于振幅误差信息来进行振幅校正，并输出所得到的振幅校正后的复信号； 正交度校正部，其对上述振幅校正后的复信号，基于正交度误差信息来进行正交度校正，并输出所得到的正交度校正后的复信号； 滤波器部，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的频率分量通过； 振幅误差检测部，其基于通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量来求取上述振幅误差信息；以及 正交度误差检测部，其求取表示通过了上述滤波器部的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的上述正交度误差信息。
2.根据权利要求1所述的振幅与正交度误差补偿装置，其特征在于， 上述滤波器部，在上述输入复信号包含窄频段信号和宽频段信号的情况下，具有使上述窄频段信号比上述宽频段信号更加衰减后输出的特性。
3.根据权利要求1所述的振幅与正交度误差补偿装置，其特征在于， 上述滤波器部具有: 第一滤波器，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的第一频率分量通过；以及 第二滤波器，其使上述正交度校正后的复信号之中规定的第二频率分量通过， 上述振幅误差检测部基于通过了上述第一滤波器的复信号的同相分量和正交分量来求取上述振幅误差信息， 上述正交度误差检测部求取表示通过了上述第二滤波器的复信号的同相分量和正交分量之间的正交度误差的上述正交度误差信息。
4.根据权利要求1所述的振幅与正交度误差补偿装置，其特征在于， 上述滤波器部具有: 多个滤波器，该多个滤波器输出上述正交度校正后的复信号之中各自的规定的频率分量; 多个乘法器，该多个乘法器分别与上述多个滤波器相对应，将分别对应的上述滤波器的输出信号乘以各自的规定的系数，并输出乘法结果；以及 加法器，其对上述多个乘法器的上述乘法结果进行相加，并输出加法结果。
【文档编号】H04L27/38GK103503396SQ201180070676
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年12月14日 优先权日:2011年5月10日
【发明者】上松克洋, 神野一平 申请人:松下电器产业株式会社
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