用于确定两个信号之间相移的方法和装置与流程

用于确定两个信号之间相移的方法和装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年10月9日提交的法国专利申请no.2010322的权益，该申请通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明一般涉及一种电子系统和方法，并且尤其是在具体实施例中，涉及用于确定两个信号之间相移的方法和装置。


背景技术：

4.通常，专用于信息传输的电子设备包括一条传输链，该传输链包括多条传输线，每条传输线连接到天线。每条传输线执行空间滤波操作(波束形成)，允许控制由设备的每个天线发射的信号的相位和振幅，以在发射的电磁波之间产生相长或相消干涉。
5.因此，能够确定在不同传输线上传输的不同信号之间的相移是有利的。
6.常规相位检测器通常包括模拟部件(如模拟乘法器)或数字电路(如逻辑门或触发器)。
7.然而，此类探测器不适用于射频领域，尤其是毫米波段领域的应用。


技术实现要素：

8.需要提供一种低复杂度的技术解决方案，允许确定两个信号之间的相移，特别是对于非常高频的应用，如5g技术中考虑的应用。
9.一些实施例涉及信息传输，特别是针对5g技术考虑的射频应用。一些实施例涉及确定两个信号(例如两个射频(rf)信号)之间的相移。
10.一些实施例有利地但以非限制性方式应用于用于信号定向发射的波束形成技术。
11.根据一个实现和实施例，提出了一种解决方案，该解决方案可以容易地在集成电路制造方法中实现，具有非侵入性拓扑结构，因此对电源线没有影响，并且具有低功耗。
12.根据一个实现方式和实施例，建议在不进行实际相位计算的情况下确定两个信号之间的相移。
13.在这方面，根据一个实现方式和实施例，建议使用混合耦合器。
14.因此，根据一个方面，提供了一种用于确定在第一信号与第二信号(尤其是射频信号)之间的相移的方法。在一些实施例中，第一信号和第二信号都具有相同的频率。
15.在一些实施例中，第二信号具有可调相位。
16.在一些实施例中，根据该方面的方法包括：
[0017]-将第一信号传递至90度混合耦合器的第一输入，
[0018]-将所述第二信号传递到所述混合耦合器的第二输入，
[0019]-确定与传递到耦合器的第一输出的第一输出信号的功率有关的第一条信息，
[0020]-确定与传递到耦合器的第二输出的第二输出信号的功率有关的第二条信息，以
及
[0021]-调整第二信号的相位直到获得校准相位，其中所述第一条信息在公差范围内等于或基本等于第二条信息。
[0022]
在一些实施例中，公差取决于用于获取两条信息的装置(例如峰值检测器)的灵敏度，以及用于比较两条信息的比较器的灵敏度。
[0023]
作为指示，在一些实施例中，该灵敏度的幅度处于介于10mv与20mv之间的量级。
[0024]
在第一个信号与第二个信号之间的相移等于校准相位。
[0025]
因此，在不进行任何相位计算的情况下确定相移，而仅通过调整第二个信号的相位、直到在两个输出信号的两个功率信息之间的公差范围内获得相等值。
[0026]
尽管可以以本领域技术人员已知的任何方式确定与信号功率相关的信息片段，特别有利的是，第一条信息的确定包括第一输出信号的dc电压的峰值的确定，并且第二条信息的确定还包括第二输出信号的dc电压的峰值的确定。
[0027]
获得校准相位有利地对应于零或基本零的差值(例如，两个峰值之间的公差约为10mv至20mv)。
[0028]
使用输出信号的dc电压尤其有利，因为它不会导致射频信号衰减。
[0029]
根据另一方面，提供了用于确定在第一信号与第二信号之间的相移的装置，这两个信号具有相同的频率，第二信号具有可调相位。
[0030]
根据该方面的设备包括：
[0031]-90
°
混合耦合器，具有用于接收第一信号的第一输入、用于接收第二信号的第二输入，
[0032]-第一电路，其被配置为确定与传递到所述耦合器的第一输出的第一输出信号的功率有关的第一条信息，
[0033]-第二电路，其被配置为确定与传递至耦合器第二输出的第二输出信号的功率相关的第二条信息，
[0034]-处理器，其被配置成相对于彼此分析所述第一条信息和所述第二条信息，以及
[0035]-调整电路，其被配置为调整所述第二信号的相位，直到获得第一条信息等于或基本等于所述第二条信息的校准相位。
[0036]
在第一信号与第二信号之间的相移等于校准相位。
[0037]
根据一个实施例，第一电路包括耦合到第一输出的第一峰值检测器，并且第一峰值检测器被配置为确定第一输出信号的dc电压的峰值。第二电路包括耦合到第二输出的第二峰值检测器，并且第二峰值检测器被配置为确定第二输出信号的dc电压的峰值。然后，处理器被配置为确定两个峰值之间的差值，校准相位对应于公差内的零或基本零差值。
[0038]
在一些实施例中，为了确保设备的对称性(这在射频应用中可能特别有利)，有利的条件是设备还包括两个分别耦合到耦合器的第一输入和第二输入的其他峰值检测器。
[0039]
根据另一方面，提供了一种通信设备，例如蜂窝移动电话，该通信设备包括至少一个发射链，该发射链包括功率放大器的发射链，以及至少一个如上定义的设备，该设备在功率放大器的上游或下游。
[0040]
例如，这允许确定由位于功率放大器上游和/或下游的部件引入的相移，以便对其进行校正。
附图说明
[0041]
本发明的其他优点和特征将在检查实施例和实施方式的详细描述(这并不限制)以及附图后变得明显，附图中：
[0042]
图1至图5示意性地说明了本发明的实施例和实施方式。
[0043]
除非另有说明，否则不同图中相应的数字和符号通常指相应的部分。绘制附图以清楚地说明优选实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。
具体实施方式
[0044]
下面详细讨论所公开实施例的制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，这些发明概念可以在多种特定上下文中体现。所讨论的具体实施例仅仅是说明制造和使用本发明的具体方法，并且不限制本发明的范围。
[0045]
下面的描述说明了各种具体细节，以提供对根据描述的几个示例实施例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个特定细节的情况下获得，或者使用其他方法、部件、材料等获得。在其他情况下，未详细示出或描述已知结构、材料或操作，以便不模糊实施例的不同方面。本描述中对“实施例”的引用指示在至少一个实施例中包括关于该实施例描述的特定配置、结构或特征。因此，可能出现在本描述的不同点上的诸如“在一个实施例中”之类的短语不一定完全指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定构造、结构或特征可以以任何适当的方式组合。
[0046]
在图1中，附图标记dis表示允许确定第一信号sg1与第二信号sg2之间相移的设备。
[0047]
在此示例中，两个信号sg1和sg2是射频信号。
[0048]
作为指示，在一些实施例中，这两个信号的频率被包括在10ghz与80ghz之间，并且这些信号可以用于5g技术。
[0049]
在一些实施例中，两个信号sg1和sg2具有相同的频率。
[0050]
第二信号sg2具有可调相位。
[0051]
设备dis包括一个附图标记为1的90
°
混合耦合器，其具有接收第一信号sg1的第一输入端in1以及接收第二信号sg2第二输入端in2。
[0052]
本领域技术人员熟知90
°
混合耦合器的结构，尤其包括适合信号sg1和sg2频率的四分之一波传输线。
[0053]
设备dis还包括第一电路dc3，这里是峰值检测器，其示例性结构将在下文详述，被配置为确定与传递到耦合器1的第一输出iso的第一输出信号的功率有关的第一条信息inf1。
[0054]
设备dis还包括第二电路dc4，此处为峰值检测器，被配置为确定与从耦合器1输出到第二输出out的第二输出信号的功率有关的第二条信息inf2。
[0055]
设备dis还包括处理电路mtr，例如基于逻辑门的处理电路mtr，其被配置为相对于彼此分析第一条信息inf1和第二条信息inf2。
[0056]
设备dis还包括调整电路mrg，其被配置为调整第二信号sg2的相位。
[0057]
调整电路mrg包括移相器dph(常规的并且已知的结构)，由控制电路mcm控制。
[0058]
现在更具体地参考图2，以描述允许确定两个信号sg1与sg2之间的相移的方法的
实施示例。
[0059]
在步骤stp1中，第一信号sg1被传递到混合耦合器1的第一输入in1。
[0060]
在步骤stp2中，第二信号sg2被传递到耦合器1的第二输入in2。
[0061]
在步骤stp3中，混合耦合器1向输出iso传递第一输出信号。
[0062]
在步骤stp4中，混合耦合器1将第二输出信号传递到输出out。
[0063]
然后，第一电路dc3在步骤stp5中确定第一条信息inf1，第二电路dc4在步骤stp6中确定第二条信息inf2。
[0064]
然后，处理电路mtr在步骤stp7中分析相互相关的信息inf1和inf2。
[0065]
如果这两条信息在公差范围内相等，例如等于数mv，则两个信号sg1和sg2被视为同相。
[0066]
另一方面，如果两条信息inf1与inf2不相等，则调整电路mrg在步骤stp8中调整信号sg2的相位。
[0067]
在这方面，控制电路mcm可以向移相器dph发送控制信号，以便将信号sg2的初始相位增加或减少给定的相位节距，例如5
°
。
[0068]
然后在步骤stp2中再次传递其相位被修改的信号sg2，并且重复步骤stp4和stp6以获得新的第二条信息inf2。
[0069]
并且，在步骤stp7中，只要两条信息inf1和inf2在公差范围内不相等，则重复步骤stp8，例如，每次将信号sg2的相位增加选定的相位节距。
[0070]
并且，当在步骤stp7中，两条信息inf1和inf2在公差范围内相等时，信号sg2已经由被称为校准相位的相位phe相对于其初始相位相移。该相位phe等于在信号sg2的最终相位与其初始相位之间的差，即，例如，螺距数与相位螺距值的乘积。并且两条信息inf1和inf2之间的相等意味着相phe的相移信号sg1与相移信号sg1同相。
[0071]
校准相位phe对应于在调整相位前信号sg1和信号sg2之间的相移。
[0072]
该值phe可以通过由移相器dph引入的相移值获得。
[0073]
图3示出了峰值检测器dci的结构示例，例如峰值检测器dc3，可以理解的是其他峰值检测器有利地可以具有相同的结构。
[0074]
探测器dc3包括第一射频级et1，包括电容器cin，其一个端子连接到耦合器1的输出iso端子，其第二个端子连接到mos晶体管m2的栅极。
[0075]
该晶体管m2的栅极使用连接到偏置电压vbias的电阻器rbias偏置。
[0076]
晶体管m2的源极连接至峰值检测器dc3的输出端子bs3。
[0077]
峰值检测器dc3还包括第二级et2，包括基于两个nmos晶体管m0和m1的电流镜，其输入接收参考电流iref，并且其输出也连接到检测器dc3的输出端子bs3。
[0078]
最后，检测器dc3包括直流输出级et3，其包括连接在输出端子bs3与接地之间的电容器cpeak。
[0079]
检测器dc3在输出处传递被传递至输出bs3的输出信号dc电压的峰值vc3。
[0080]
应注意，如图1所示，在两个输入端子in1和in2上耦合两个其他峰值检测器dc1和dc2是可选的，但在射频应用的情况下可能特别有利，因为这使耦合器的结构对称化。
[0081]
在使用峰值检测器的情况下，由处理电路在步骤stp7中进行的分析包括：如图4所示，确定在被传递至输出端子iso的输出信号的dc电压峰值vc3与被传递至耦合器的输出端
子out的输出信号dc电压的峰值vc4之间差值的绝对值。
[0082]
并且，调整信号sg2的相位直到获得该差值的绝对值为零或几乎为零(在公差范围内，例如等于几mv)，从而确定校准相位，从而确定在两个信号sg1与sg2之间的相移。
[0083]
图5示意性地示出了通信设备app，例如蜂窝移动电话，包括发射链cht，其包括功率放大器pa和设备dis，如上所述。
[0084]
在这里描述的示例中，设备dis用于确定例如功率放大器pa上游产生的相移。
[0085]
然后，设备dis接收来自发射链的信号sg1和信号sg2，信号sg2可以是参考信号，或者例如在波束形成应用的情况下，接收来自另一发射信道的信号。
[0086]
然后，设备dis在两个信号sg1与sg2之间提供相移phe。
[0087]
然后可以校正耦合在放大器pa上游的移相器dph1中的该相移，以获得放大器pa上游的期望有效相移，该相移为零或无。
[0088]
当然，可以在功率放大器pa的下游执行相同的操作。
[0089]
在安装了说明性实施例的所有详细说明后，可以在实验室中执行该校准。
[0090]
虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但本描述不打算在限制意义上进行解释。参考说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，期望的是所附权利要求包含任何此类修改或实施例。