一種接收機芯片的校準方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種接收機芯片的校準方法和裝置，包括待測芯片接收標準芯片發送的預設信號并將預設信號傳輸給DSP芯片進行解析；以及根據測試機臺發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏模參數。根據本發明提供的一種接收機芯片的校準方法和裝置能夠利用芯片自身發射和接收待測芯片的信號并進行解析，取代傳統校準和測試模式中的儀器，并通過固件實現校準和測試的自動化。
【專利說明】
一種接收機芯片的校準方法和裝置
技術領域
[0001]本發明涉及物聯網WIFI芯片領域，尤其涉及一種接收機芯片的校準方法和裝置。 【背景技術】
[0002]由于芯片制造過程中器件的差異性以及溫度和外部環境對于芯片內部器件工作的影響，即使同一批生產的射頻芯片在性能表現上也會有一定的差異性。為了保證產品的一致性，在產品交付之前都會對WIFI射頻芯片的模擬電路進行直流偏置、同相1/正交Q兩路相位和幅度的校準，以糾正因為制造過程中的工藝偏差對模擬電路工作時的影響，并且也會進行性能測試已保證交付的產品符合性能要求。[〇〇〇3] —般在對射頻芯片進行校準和測試的時候會使用特定的儀器發送和接受特定格式的射頻信號來測量射頻芯片的性能。這種方法需要配備額外的儀器，增加了測試的成本。 同時一臺儀器只能對應一個射頻芯片，如果不購入多臺儀器，無法做到多片同時測試，也很難提升校準和測試的效率。
【發明內容】
[0004]技術問題
[0005]有鑒于此，本發明要解決的技術問題是，如何提供一種接收機芯片的校準方法和裝置，使接收機芯片能夠進行自行校準以改善射頻性能。
[0006]解決方案
[0007]為解決以上技術問題，本發明在第一方面提供一種接收機芯片的校準方法，包括:
[0008]待測芯片接收標準芯片發送的預設信號，并將所述預設信號傳輸給數字信號處理芯片進行解析；
[0009]所述待測芯片根據測試機臺發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏模參數；
[0010]其中，所述測試機臺發送的測試結果是根據所述數字信號處理芯片對所述預設信號進行解析而獲得的。
[0011]在一種可能的實現方式中，在待測芯片接收標準芯片發送的預設信號之前，還包括:
[0012]所述標準芯片將所述預設信號保存在所述標準芯片的rf_biSt_mem模塊中；[〇〇13]所述數字信號處理芯片進行解析，包括:所述數字信號處理芯片計算所述預設信號的直流分量和所述I/Q通道偏模；以及在所述解析之后，還包括:[〇〇14]所述數字信號處理芯片將測試結果反饋給所述測試機臺，所述測試結果包括所述直流分量和所述I/Q通道偏模。
[0015]在一種可能的實現方式中，在所述數字信號處理芯片反饋測試結果給所述測試機臺之后，還包括:
[0016]所述測試機臺根據所述測試結果確定所述直流分量和所述I/Q通道偏模是否需要調整，并且當需要調整時將所述測試結果發送給所述待測芯片。
[0017]在一種可能的實現方式中，在所述待測芯片接收標準芯片發送的預設信號之前， 還包括:
[0018]所述待測芯片和所述標準芯片根據測試機臺的通知，進入測試模式。
[0019]在一種可能的實現方式中，所述的校準方法，還包括:
[0020]所述標準芯片根據測試機臺的通知，發射所述預設信號至所述待測芯片。
[0021]為解決以上技術問題，本發明在第二方面提供一種接收機芯片的校準裝置，包括: [〇〇22]標準芯片，用于發送預設信號；
[0023]待測芯片，與所述標準芯片連接，用于接收所述標準芯片發送的預設信號，并將所述預設信號傳輸給數字信號處理芯片進行解析；
[0024]所述數字信號處理芯片，與所述待測芯片連接，用于對所述預設信號進行解析；
[0025]所述待測芯片，還用于根據測試機臺發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏模參數;以及
[0026]所述測試機臺，與所述數字信號處理芯片和所述待測芯片連接，所述測試機臺發送的測試結果是根據所述數字信號處理芯片對所述預設信號進行解析而獲得的。
[0027]在一種可能的實現方式中，所述標準芯片還用于將所述預設信號保存在所述標準芯片的奸_13181:_11161]1模塊中；[〇〇28]所述數字信號處理芯片還用于計算所述預設信號的直流分量和所述I/Q通道偏模；以及在所述解析之后，將測試結果反饋給所述測試機臺，所述測試結果包括所述直流分量和所述I/Q通道偏模。
[0029]在一種可能的實現方式中，所述測試機臺還用于根據所述測試結果確定所述直流分量和所述I/Q通道偏模是否需要調整，并且當需要調整時將所述測試結果發送給所述待測芯片。
[0030]在一種可能的實現方式中，所述待測芯片和所述標準芯片，還用于根據測試機臺的通知，進入測試模式。
[0031]在一種可能的實現方式中，所述標準芯片，還用于根據測試機臺的通知，發射所述預設信號至所述待測芯片。
[0032]有益效果
[0033]根據本發明提供的一種接收機芯片的校準方法和裝置，通過待測芯片接收標準芯片發送的預設信號并將預設信號傳輸給DSP芯片進行解析；以及根據測試機臺發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏模參數，能夠利用芯片發射和接收待測芯片的信號并進行解析，從而取代傳統校準和測試模式中的儀器，并通過固件實現校準和測試的自動化。 [〇〇34]根據本發明提供的一種接收機芯片的校準方法和裝置，通過增加標準芯片 (golden芯片)能夠迅速的實現多片芯片同時測試，提高測試效率并節約成本。
[0035]根據下面參考附圖對示例性實施例的詳細說明，本發明的其它特征及方面將變得清楚。【附圖說明】
[0036]包含在說明書中并且構成說明書的一部分的附圖與說明書一起示出了本發明的示例性實施例、特征和方面，并且用于解釋本發明的原理。
[0037]圖1示出本發明實施例提供的接收機芯片的校準裝置的結構示意圖；
[0038]圖2示出本發明實施例提供的接收機芯片的校準方法的流程圖；[〇〇39]圖3示出發射機的模型圖；
[0040]圖4示出接收機的模型圖；[〇〇41]圖5示出數字基帶接收通路的示意圖。【具體實施方式】
[0042]以下將參考附圖詳細說明本發明的各種示例性實施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0043]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性” 所說明的任何實施例不必解釋為優于或好于其它實施例。
[0044]另外，為了更好的說明本發明，在下文的【具體實施方式】中給出了眾多的具體細節。 本領域技術人員應當理解，沒有某些具體細節，本發明同樣可以實施。在一些實例中，對于本領域技術人員熟知的方法、手段、元件未作詳細描述，以便于凸顯本發明的主旨。
[0045]實施例1
[0046]基于通信系統對于成本、面積、功耗和集成度的要求，零中頻收發機以其相對于超外差結構收發機更簡單的結構、更高的帶寬、更小的面積和更低的功耗在通信系統中受到了廣泛的采用。但是因為其較簡單的結構，比較容易受到各種噪聲的污染。比如直流偏置會導致信號惡化，并導致接收機后級飽和，而同相1/正交Q兩路通道幅度或者相位的不平衡都會導致解調信號星座圖的惡化。因此對于WIFI射頻芯片來說，使用算法校準直流偏置和I/Q 不平衡會很好的改善射頻電路的性能。
[0047]圖1示出本發明實施例提供的接收機芯片的校準裝置的結構示意圖，如圖1所示， 該校準裝置1包括:golden芯片11、測試機臺12、待測芯片13、數字信號處理DSP芯片14。 [〇〇48] 標準芯片，例如golden芯片11，與待測芯片13連接，DSP芯片14與與待測芯片13連接，測試機臺12分別與DSP芯片14、標準芯片(例如golden芯片11)和待測芯片13連接。DSPS 片14還可以與golden芯片11連接。
[0049]在一種可能的實現方式中，測試機臺12可以通過特定的引腳來引導進行發射特定信號或者接收存儲信號的操作。待測芯片13的天線端將和golden芯片11的天線端相連，以發送和接收信號與golden芯片11通信。測試機臺12同樣會通過特定的引腳與待測芯片13通信以同步校準和測試進程。測試版上的DSP芯片15則用來計算待測芯片13發送或者接收的信號的頻率、幅值、相位差等信息，并反饋給測試機臺12以決定待測芯片13的校準與測試結果。
[0050]圖2示出本發明實施例提供的接收機芯片的校準方法的流程圖，如圖2所示，該方法包括:
[0051]步驟S1、測試機臺12通過引腳通知待測芯片13和golden芯片11進入測試模式。[0〇52 ] 步驟S2、在go 1 den芯片11中的rf _b i s t_mem模塊寫入欲發送的預設信號。[〇〇53]步驟S3、golden芯片11發射所述預設信號至待測芯片13,待測芯片13接收所述預設信號并存儲。
[0054]在一種可能的實現方式中，golden芯片11可以根據測試機臺12的通知發射所述預設信號。[〇〇55]步驟S4、待測芯片13將所述預設信號傳輸給DSP芯片14進行解析。
[0056]優選地，待測芯片13可以測試機臺12的通知發送該信號。[〇〇57] 步驟S5、DSP芯片14計算該信號的直流分量和I/Q通道偏模。優選地，DSP芯片14對該待測芯片13和golden芯片11的信號數據進行比較，以計算該直流分量和I/Q通道偏模。 [〇〇58] 步驟S6、DSP芯片14反饋計算結果給測試機臺12,該測試結果包括該直流分量和該 I/Q通道偏模。[0〇59]在一種可能的實現方式中，在所述DSP芯片14反饋計算結果給所述測試機臺12之后，還包括:
[0060]步驟S7、測試機臺12根據該計算結果確定該直流分量和該I/Q通道偏模是否需要調整，并且當需要調整時將該測試結果發送給所述待測芯片13。
[0061]步驟S8、待測芯片13接收測試機臺發送的測試結果。[0062 ]待測芯片13配置DC_ADJ模塊中的參數以調整直流偏置參數和I/Q通道偏模(英文: mismatch)參數。
[0063]本發明實施例提供的一種接收機芯片的校準裝置1和接收機芯片的校準方法，通過待測芯片13接收標準芯片11發送的預設信號并將預設信號傳輸給DSP芯片14進行解析； 以及根據測試機臺12發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏模參數;其中，測試機臺12發送的測試結果是根據DSP芯片14對預設信號進行解析而獲得的，由此利用芯片發射和接收待測芯片13的信號并進行解析，從而取代傳統校準和測試模式中的儀器，并通過固件實現校準和測試的自動化。
[0064]本發明實施例提供的一種接收機芯片的校準裝置1和接收機芯片的校準方法，通過增加標準芯片(golden芯片11)能夠迅速的實現多片芯片同時測試，提高測試效率并節約成本。
[0065]圖3示出發射機的模型圖。如圖3所示，該發射機2包括:第一數字基帶21、第一直流偏置和IQ失配補償電路22、數字-模擬轉換器23、第一低通濾波器24、第一混頻器25、功率放大器26。
[0066]其中，第一數字基帶21，用于調制將要發送的數據，使得數據適合通過無線天線發送。RF_BIST_MEM:用來存儲校準和測試運算所需要的采樣信號。第一直流偏置和IQ失配補償電路(縮寫:DC_ADJ)22,通過校準和配置來補償接收通路上的直流偏置和IQ失配。數字-模擬轉換器(英文:Digital-Analog Converter，縮寫:DAC)23將數字信號轉換為模擬信號。 第一低通濾波器(英文:L〇w-PaSS Filter，縮寫:LPF)24,用于抑制帶外干擾信號。第一混頻器25,使用本振信號與零中頻信號混頻將數據信號調制到射頻頻段上。功率放大器(英文: Power Amplifier，縮寫:PA)26，將混頻器輸出的信號放大功率并傳送到天線上。
[0067]零中頻發射機結構簡單，集成度高，但對于直流偏置和IQ失配非常敏感。直流偏置會導致發射端出現本振泄露，載波信號中會帶有和本振頻率相同的信號，在接收端造成嚴重的直流偏置，影響接收機的性能。因此通過校準電路對發射機的直流偏置做補償能夠很好的提高整個通信系統中的傳輸準確性。而因為在零中頻發射機中信號是通過正交的兩路信號I路和Q路傳輸，在兩路傳輸電路中器件性能的不匹配有可能會造成正交的兩路信號的幅度和相位的失配，導致在發射過程中生成無用的下邊帶信號，影響接收電路的性能。因此，在發射端對I/Q失配做補償能夠提高傳輸通路的性能。在發射機結構中，DAC之前DC_ADJ 模塊用來調整發射機的直流偏置(英文DC Offset)和I/Q通道mismatch。
[0068]圖4示出接收機模型圖，本發明實施例適用于圖4示出的接收機。如圖4所示，該接收機3包括:低噪聲放大器31、本地振蕩器32、第二混頻器33、第二低通濾波器34、模擬數字轉換器35、第二直流偏置和IQ失配補償電路36、第二數字基帶37。[0〇69] 其中，低噪聲放大器(英文:Low-Noise Amplifier，縮寫:LNA)31，接收并放大射頻天線上接收到的射頻信號。本地振蕩器32(英文:Local Oscillator，縮寫:L0)。本地振蕩器 32,用于產生本振信號。第二混頻器33,使用本振信號與RF filter接收到的射頻信號進行混頻轉化到零中頻信號。第二低通濾波器(英文:L〇w-PaSS Filter，縮寫:LPF)34,用于抑制帶外干擾信號。模擬數字轉換器(英文:Analog-Digital Converter，縮寫:ADC)35,將零中頻上的模擬信號轉化為數字信號。第二直流偏置和IQ失配補償電路(縮寫:DC_ADJ)36,通過校準和配置來補償接收通路上的直流偏置和IQ失配。第二數字基帶37,解調將天線上收到的信號，恢復成發射機發射的原始數據。RF_BIST_MEM:用來存儲校準和測試運算所需要的米樣信號。
[0070]由于零中頻接收機轉換帶寬信號到零中頻，過多的偏置電壓會惡化信號，并且會導致混頻后的電路飽和，如LPF或者ADC等。因此補償直流偏置能夠保證混頻后電路工作在理想工作區域以內，從而改善接收機性能。
[0071]而IQ失配也是影響零中頻結構接收機性能的一個重要因素。在零中頻結構中，如圖4所示，混頻器輸出的零中頻信號會分為兩路傳輸，由于I/Q兩路傳輸途徑中濾波器，放大器和ADC等器件上有可能存在性能上的差異，使得應該正交的兩路信號會出現幅度或者相位失配的問題，導致解調信號的星座圖的惡化。在接收機模塊中，DC_ADJ模塊也是用來調整接收方的DCOffset和I/Q通道mismatch。通過校準流程配置DC_ADJ來對I/Q兩路的數字信號進行幅度和相位上的補償，可以有效的改善數字基帶的解調性能。
[0072]圖5示出數字基帶接收通路的示意圖，如圖5所示，射頻電路(英文:Radi〇-Frequency，縮寫:RF)，從天線上接收無線數據，并轉換為數字信號。幀頭檢測，檢測射頻電路傳輸信號，如果存在無線傳輸協議中定義的數據/管理幀的幀頭，則通知后續基帶電路開始解調數據。串并轉換，將將0FDM信號流劃分成N路并行的時域信號流，其中的每一路時域信號與N個正交子載波中的一個子載波相對應。快速傅立葉變換(英文:Fast Fourier Transform，縮寫:FFT)，將N路并行的時域信號轉換成到頻域信號并輸出N路并行的頻域信號。信道估計/均衡，根據傳輸信號估計無線傳輸的傳輸信道參數，并使用估計的信道參數對接收的數據進行補償，以糾正信號在無線傳輸信道中的偏移。解映射，將接收的數據映射到星座圖上并根據星座圖解碼出對應的數據流。輸出N路并行的數據流。并串轉換，將解映射器輸出的N路數據流合并成一路數據流。信道編碼解調，根據無線傳輸協議中預先定義的信道編碼方式解調信道編碼，將數據流恢復成原始數據。[0〇73] 差向量幅度(英文:Error Vector Magnitude，縮寫:EVM)測試-誤差向量測試，具體表示接收機對信號進行解調時產生的IQ分量與理想信號分量的接近程度，是考量調制信號質量的一種指標。差向量幅度[EVM]定義為誤差矢量信號平均功率的均方根值與理想信號平均功率的均方根值之比，并以百分比的形式表示。EVM越小，信號質量越好。[〇〇74]由EVM定義可以看出，EVM測試的原始數據是進入解映射器之前的數據，即經過信道估計/均衡以后的數據流，因此在測試EVM時RF_BIST_MEM記錄的數據需要從信道估計/均衡模塊以后采樣。并需要接收端的接收通路正常工作。
[0075]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種接收機芯片的校準方法，包括:待測芯片接收標準芯片發送的預設信號，并將所述預設信號傳輸給數字信號處理芯片 進行解析；所述待測芯片根據測試機臺發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏模參數； 其中，所述測試機臺發送的測試結果是根據所述數字信號處理芯片對所述預設信號進 行解析而獲得的。2.根據權利要求1所述的校準方法，其特征在于，在待測芯片接收標準芯片發送的預設 信號之前，還包括:所述標準芯片將所述預設信號保存在所述標準芯片的rf_bist_mem模塊中；所述數字信號處理芯片進行解析，包括:所述數字信號處理芯片計算所述預設信號的 直流分量和所述I/Q通道偏模；以及在所述解析之后，還包括:所述數字信號處理芯片將測試結果反饋給所述測試機臺，所述測試結果包括所述直流 分量和所述I/Q通道偏模。3.根據權利要求2所述的校準方法，其特征在于，在所述數字信號處理芯片反饋測試結 果給所述測試機臺之后，還包括:所述測試機臺根據所述測試結果確定所述直流分量和所述I/Q通道偏模是否需要調 整，并且當需要調整時將所述測試結果發送給所述待測芯片。4.根據權利要求1-3中任一項所述的校準方法，其特征在于，在所述待測芯片接收標準 芯片發送的預設信號之前，還包括:所述待測芯片和所述標準芯片根據測試機臺的通知，進入測試模式。5.根據權利要求1-4中任一項所述的校準方法，其特征在于，還包括:所述標準芯片根據測試機臺的通知，發射所述預設信號至所述待測芯片。6.—種接收機芯片的校準裝置，包括:標準芯片，用于發送預設信號；待測芯片，與所述標準芯片連接，用于接收所述標準芯片發送的預設信號，并將所述預 設信號傳輸給數字信號處理芯片進行解析；所述數字信號處理芯片，與所述待測芯片連接，用于對所述預設信號進行解析；所述待測芯片，還用于根據測試機臺發送的測試結果，調整直流偏置參數和I/Q通道偏 模參數；以及所述測試機臺，與所述數字信號處理芯片和所述待測芯片連接，所述測試機臺發送的 測試結果是根據所述數字信號處理芯片對所述預設信號進行解析而獲得的。7.根據權利要求6所述的校準裝置，其特征在于，所述標準芯片還用于將所述預設信號 保存在所述標準芯片的rf_bist_mem模塊中；所述數字信號處理芯片還用于計算所述預設信號的直流分量和所述I/Q通道偏模；以 及在所述解析之后，將測試結果反饋給所述測試機臺，所述測試結果包括所述直流分量和 所述I/Q通道偏模。8.根據權利要求7所述的校準裝置，其特征在于，所述測試機臺還用于根據所述測試結 果確定所述直流分量和所述I/Q通道偏模是否需要調整，并且當需要調整時將所述測試結 果發送給所述待測芯片。9.根據權利要求6-8中任一項所述的校準裝置，其特征在于，所述待測芯片和所述標準 芯片，還用于根據測試機臺的通知，進入測試模式。10.根據權利要求6-9中任一項所述的校準裝置，其特征在于，所述標準芯片，還用于根 據測試機臺的通知，發射所述預設信號至所述待測芯片。
【文檔編號】H04B17/21GK105959071SQ201610251280
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】梅張雄, 程晟
【申請人】北京聯盛德微電子有限責任公司