DE19934215C1 - Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component - Google Patents

Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component

Info

Publication number
DE19934215C1
DE19934215C1 DE1999134215 DE19934215A DE19934215C1 DE 19934215 C1 DE19934215 C1 DE 19934215C1 DE 1999134215 DE1999134215 DE 1999134215 DE 19934215 A DE19934215 A DE 19934215A DE 19934215 C1 DE19934215 C1 DE 19934215C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
quadrature
demodulator
intermediate frequency
error
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1999134215
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Erhardt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohde and Schwarz GmbH and Co KG filed Critical Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority to DE1999134215 priority Critical patent/DE19934215C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19934215C1 publication Critical patent/DE19934215C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C3/00—Angle modulation
    • H03C3/38—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation
    • H03C3/40—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation using two signal paths the outputs of which have a predetermined phase difference and at least one output being amplitude-modulated
    • H03C3/406—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation using two signal paths the outputs of which have a predetermined phase difference and at least one output being amplitude-modulated using a feedback loop containing mixers or demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03C—MODULATION
    • H03C3/00—Angle modulation
    • H03C3/38—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation
    • H03C3/40—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation using two signal paths the outputs of which have a predetermined phase difference and at least one output being amplitude-modulated
    • H03C3/403—Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation using two signal paths the outputs of which have a predetermined phase difference and at least one output being amplitude-modulated using two quadrature frequency conversion stages in cascade
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00—Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/16—Multiple-frequency-changing
    • H03D7/165—Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature
    • H03D7/166—Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature using two or more quadrature frequency translation stages
    • H03D7/168—Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature using two or more quadrature frequency translation stages using a feedback loop containing mixers or demodulators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/20—Modulator circuits; Transmitter circuits
    • H04L27/2032—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner
    • H04L27/2053—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases
    • H04L27/206—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers
    • H04L27/2067—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states
    • H04L27/2071—Modulator circuits; Transmitter circuits for discrete phase modulation, e.g. in which the phase of the carrier is modulated in a nominally instantaneous manner using more than one carrier, e.g. carriers with different phases using a pair of orthogonal carriers, e.g. quadrature carriers with more than two phase states in which the data are represented by the carrier phase, e.g. systems with differential coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0016—Stabilisation of local oscillators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/0014—Carrier regulation
    • H04L2027/0018—Arrangements at the transmitter end

Abstract

The quadrature mixer has the quadrature components (I,Q) of an intermediate frequency input signal mixed with quadrature components of a local oscillator frequency for providing an output signal (A), which is converted back to the intermediate frequency of the input signal via an analogue demodulator (10), with evaluation of the offset error for each quadrature component, to provide error correction values for a regulator (15) for continuous error correction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Quadraturmischer laut Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a quadrature mixer according to the preamble of the main claim.

Quadraturmischer finden immer mehr Anwendung in der Hochfrequenz- Übertragungstechnik. Durch das Prinzip der Quadraturmischung wird bei ideal arbeitenden Mischern ein Seitenband vollständig unterdrückt. Aufgrund von sogenannten Offset-, Imbalance- und Quadraturfehlern arbeitet in der Praxis ein Quadraturmischer jedoch nicht ideal und die Unterdrückung eines Seitenbandes sowie des Trägerrestes ist nicht optimal, so daß diese Signale als Störsignale am Ausgang des Mischers erscheinen. Es ist zwar bekannt, solche Quadraturmischer mittels Pegeldetektor oder Spektrum-Analysator (US-Patent 47 17 894 bzw. US-Patent 5 847 619) vor Benutzung zu kalibrieren, eine Ausregelung dieser Fehler ohne Unterbrechung bzw. Beeinträchtigung des Ausgangssignals ist mit diesen bekannten Verfahren jedoch nicht möglich.Quadrature mixers are increasingly used in high frequency Transmission technology. The principle of quadrature mixing makes ideal working mixers completely suppressed a sideband. Owing to so-called offset, imbalance and quadrature errors are incorporated in practice Quadrature mixers, however, are not ideal and the suppression of a sideband as well the carrier residue is not optimal, so that these signals as interference signals at the output of Mixer appear. It is known to use such quadrature mixers Level detector or spectrum analyzer (US Pat. No. 4,717,894 or US Pat. No. 5,847 619) before use, a correction of these errors without interruption or impairment of the output signal with these known methods not possible.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Quadraturmischer zu schaffen, mit dem ohne Beeinträchtigung des Nutzsignals die störenden Offset-, Imbalance- und Quadraturfehler fortlaufend (adaptiv) kompensiert werden können.It is an object of the invention to provide a quadrature mixer with which without Impairment of the useful signal, the disturbing offset, imbalance and quadrature errors can be compensated continuously (adaptively).

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Quadraturmischer laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is based on a quadrature mixer according to the generic term of Main claim solved by its characteristic features. Beneficial Further training results from the subclaims.

Bei einem erfindungsgemäßen Quadraturmischer werden laufend ohne Beeinträchtigung des Nutzsignals die Offset-, Imbalance- und Quadraturfehler ermittelt und zwar auf sehr einfache Weise durch einen analogen IQ-Demodulator, der die festgestellten Fehler vorzeichenrichtig einem Regler zuführt, in welchem dann die entsprechenden Korrekturwerte für die Kompensation der Quadraturkomponenten I und Q des modulierten ZF-Eingangssignals erzeugt werden.

I(t) = IM(t) . cos(ωZF . t) - QM(t) . sin(ωZF . t)
In a quadrature mixer according to the invention, the offset, imbalance and quadrature errors are continuously determined without adversely affecting the useful signal, and in a very simple manner by means of an analog IQ demodulator, which feeds the detected errors correctly to a controller, in which the corresponding correction values for the compensation are then made of the quadrature components I and Q of the modulated IF input signal are generated.

I (t) = IM (t). cos (ω ZF . t) - QM (t). sin (ω ZF . t)

Q(t) = IM(t) . sin(ωZF . t) + QM(t) . cos(ωZF . t)Q (t) = IM (t). sin (ω ZF . t) + QM (t). cos (ω ZF . t)

Gemäß der Erfindung findet also eine automatische Ausregelung der erwähnten Fehler, d. h. eine adaptive Fehlerkompensation statt. Das erfindungsgemäße Prinzip kann sowohl bei analogen ZF-Eingangssignalen als auch bei digitalen ZF-Eingangssignalen, die beispielsweise mittels eines digitalen IQ-Modulators erzeugt werden, angewendet werden, im letzteren Fall ist es vorteilhaft, unmittelbar am Ausgang des IQ- Demodulators die dort erzeugten Fehlerwerte in entsprechende Digitalwerte umzusetzen, so daß auch der Regler als reiner Rechner zur Verarbeitung der Fehlerwerte und zur Erzeugung der Korrekturwerte ausgebildet sein kann.According to the invention, an automatic correction of the errors mentioned takes place, d. H. adaptive error compensation takes place. The principle of the invention can both with analog IF input signals and with digital IF input signals, which are generated, for example, by means of a digital IQ modulator in the latter case, it is advantageous to directly at the exit of the IQ Demodulator the error values generated there in corresponding digital values implement, so that the controller as a pure computer for processing the Error values and can be designed to generate the correction values.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with the aid of schematic drawings Exemplary embodiments explained in more detail.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild eines Quadraturmischers 1, der aus zwei Mischern 2 und 3 besteht, denen eingangsseitig die Quadraturkomponenten I und Q als moduliertes ZF-Eingangssignal aus einem IQ-Modulator 4 zugeführt werden, dem seinerseits die Basisbandsignale IM und QM als Modulationssignale zugeführt werden. Ein lokaler Überlagerungsoszillator 5 erzeugt eine Trägerfrequenz fLO, mittels eines 90° Phasenschiebers 6 werden zwei in Quadratur zueinander stehende Überlagerungsfrequenzen erzeugt, die den Mischern 2 und 3 zugeführt werden. Die so entstehenden Ausgangssignale werden in einem Addierer 7 zum Ausgangssignal A addiert. Fig. 1 shows the principle circuit diagram showing a quadrature mixer 1, which consists of two mixers 2 and 3, which the quadrature components I and Q input signal IF on the input side as a modulated supplied from an IQ-modulator 4, the supplied, in turn, the baseband signals IM and QM as modulation signals become. A local local oscillator 5 generates a carrier frequency f LO , by means of a 90 ° phase shifter 6 two superimposed frequencies in quadrature are generated, which are fed to the mixers 2 and 3 . The resulting output signals are added to the output signal A in an adder 7 .

Im Quadraturmischer 1 werden die ZF-Eingangssignale I und Q in die Frequenz fRF = fLO + fZF des Nutzsignals NS umgesetzt. Aufgrund von Offset-, Imbalance- und Quadraturfehler arbeitet der Quadraturmischer 1 nicht ideal und das untere Seitenband SB bei der Frequenz fLO - fZF wird nicht vollständig unterdrückt, es bleibt auch ein Trägerrest TR bei der Frequenz fLO und diese Signale SB und TR erscheinen im Ausgangssignal A als Störkomponenten, wie dies Fig. 2a zeigt.In the quadrature mixer 1 , the IF input signals I and Q are converted into the frequency f RF = f LO + f IF of the useful signal NS. Due to offset, imbalance and quadrature errors, the quadrature mixer 1 does not work ideally and the lower sideband SB at the frequency f LO - f IF is not completely suppressed, a carrier residue TR remains at the frequency f LO and these signals SB and TR appear in the output signal A as interference components, as shown in FIG. 2a.

Gemäß der Erfindung wird das Ausgangssignal A einem IQ-Demodulator 10 zugeführt, in welchem es über zwei Mischer 11 und 12 wiederum durch zwei in Quadratur zueinander stehende Überlagerungsfrequenzen fLO des Überlagerungsoszillators 5 in die IQ-Komponenten I' und Q' mit der gleichen Zwischenfrequenz ZF rückumgesetzt werden, mit der auch das Eingangssignal dem Quadraturmischer 1 zugeführt wird. Diese so rückumgesetzten Quadraturkomponenten I' und Q' am Ausgang des IQ- Demodulators werden einmal über Tiefpässe 13 und 14 unmittelbar einem Regler 15 zugeführt, sie entsprechen damit dem I- bzw. Q-Offset. Über Bandpässe 16 und 17, die auf die Zwischenfrequenz fZF abgestimmt sind, wird das I- und Q-Signal ausgefiltert und über Spitzenwertgleichrichter 18 und 19 ebenfalls dem Regler 15 zur Bestimmung des Imbalancefehlers zugeführt. Außerdem wird das gefilterte I- und Q-Signal einem Mischer 20 zugeführt und so der Quadraturfehler ermittelt, der über einen weiteren Tiefpaß 21 dem Regler 15 zugeführt wird. Im Regler 15 werden die so ermittelten Fehlerwerte des Quadraturmischers 1 ausgewertet und in Korrekturwerte umgerechnet, durch die die I und Q-Komponenten so korrigiert werden, daß die Offset-, Imbalance- und Qudraturfehler des Quadraturmischers 1 kompensiert und ausgeregelt werden. Über die Mischer 22, 23 wird der Imbalance-Fehler korrigiert, über die Addierer 24, 25 der Offsetfehler und durch Einwirkung auf den 90° Phasenschieber 6 der Qudraturfehler.According to the invention, the output signal A is fed to an IQ demodulator 10 , in which it is in turn sent to the IQ components I 'and Q' with the same intermediate frequency via two mixers 11 and 12 by means of two superimposed frequencies f LO of the local oscillator 5 in quadrature IF are converted back, with which the input signal is also fed to the quadrature mixer 1 . These quadrature components I 'and Q' converted back at the output of the IQ demodulator are fed directly to a controller 15 via low-pass filters 13 and 14, and thus correspond to the I or Q offset. The I and Q signals are filtered out via bandpass filters 16 and 17 , which are tuned to the intermediate frequency f IF , and are likewise fed to the controller 15 for determining the imbalance error via peak value rectifiers 18 and 19 . In addition, the filtered I and Q signals are fed to a mixer 20 and the quadrature error is determined, which is fed to the controller 15 via a further low-pass filter 21 . In the controller 15 , the error values of the quadrature mixer 1 determined in this way are evaluated and converted into correction values by means of which the I and Q components are corrected such that the offset, imbalance and quadrature errors of the quadrature mixer 1 are compensated for and corrected. The imbalance error is corrected via the mixers 22 , 23 , the offset error via the adders 24 , 25 and, by acting on the 90 ° phase shifter 6, the quadrature error.

Die in Fig. 1 im Prinzipschaltbild dargestellte unmittelbare Umsetzung des meist in der Frequenz veränderlichen Ausgangssignals A im IQ-Demodulator und die anschließende Auswertung der Quadraturkomponenten I' und Q' bei sich ändernder Frequenz wäre in der Praxis schwierig. Es ist daher zweckmäßig, die mit der Überlagerungsfrequenz fLO veränderbare Ausgangsfrequenz A durch Zwischenschalten eines zusätzlichen Mischers in eine feste Zwischenfrequenz umzusetzen. Dazu ist ein mit dem Überlagerungsoszillator 5 mitlaufender zusätzlicher Überlagerungsoszillator erforderlich, der eine synchron mit der Frequenz fLO jedoch gegenüber dieser um eine vorbestimmte konstante Zwischenfrequenz versetzte Frequenz abstimmbar ist.In Fig. 1 direct reaction shown in the schematic diagram of the most variable in the frequency of the output signal A in the IQ demodulator and the subsequent evaluation of the quadrature components I 'and Q' with changing frequency would be difficult in practice. It is therefore expedient to convert the output frequency A, which can be varied with the superimposition frequency f LO , by interposing an additional mixer into a fixed intermediate frequency. For this purpose, an additional local oscillator running with the local oscillator 5 is required, which can be tuned to a frequency that is synchronous with the frequency f LO, but offset by a predetermined constant intermediate frequency.

Fig. 3 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Quadraturmischer. Die im Basisband als Digitalsignale zugeführten Eingangssignale werden in einem digitalen IQ-Modulator 4 mit Hilfe eines Frequenzsynthesizers DDS in die Quadraturkomponenten I und Q auf die Zwischenfrequenz fZF umgesetzt. Nach Durchlaufen der Mischer 22, 23 und Addierer 24, 25 werden die Digitalsignale mittels Digital-Analog-Wandler 32 und 33 wieder in Analogsignale umgesetzt und als Eingangssignale dem Quadraturmischer 1 zugeführt und dort mit der einstellbaren Überlagerungsfrequenz fLO des Überlagerungsoszillators 5 in das Nutzsignal bei der Frequenz fRF = fLO + fZF am Ausgang A umgesetzt. Das Ausgangssignal wird einem zusätzlichen Mischer 30 zugeführt, in welchem das Ausgangssignal mit einer unmodulierten, jedoch mit der Überlagerungsfrequenz fLO mitlaufenden Überlagerungsfrequenz fCW = fLO - fIF auf eine feste Zwischenfrequenz fIF + fZF umgesetzt wird. Die Überlagerungsfrequenz fCW wird in dem Überlagerungsoszillator 31 erzeugt. Mit dem Überlagerungsoszillator 34 wird die feste Überlagerungsfrequenz fIF für den IQ-Demodulator 10 erzeugt. Über Tiefpässe 13 und 14 werden aus diesen ZF-Signalen die Offsetsignale ausgefiltert und über Analog-Digital-Wandler 36, 37 dem Regler 15 zugeführt. Über die Bandpässe 16, 17 wird das I- und Q-Signal ausgefiltert und über Spitzenwertgleichrichter 18, 19 und Analog-Digital-Wandler 38, 39 als Imbalancefehler ebenfalls dem Regler 15 zugeführt. Mit einem Mischer 20 werden die I- und Q-Signale nach Filterung in einem Tiefpaß 21 und Digitalisierung im Analog- Digital-Wandler 40 als Quadraturfehler dem Regler 15 zugeführt. Die Fig. 2c und 2d zeigen die Wirkungsweise dieser Fehlersignal-Aufbereitung durch die Bandpässe 16, 17 und den Tiefpaß 21. Fig. 3 shows a practical embodiment for a quadrature mixer according to the invention. The input signals supplied as digital signals in the baseband are converted in a digital IQ modulator 4 with the aid of a frequency synthesizer DDS into the quadrature components I and Q at the intermediate frequency f IF . After passing through the mixers 22 , 23 and adders 24 , 25 , the digital signals are converted back into analog signals by means of digital-analog converters 32 and 33 and fed as input signals to the quadrature mixer 1, where they are added to the useful signal with the adjustable beat frequency f LO of the beat oscillator 5 the frequency f RF = f LO + f IF implemented at output A. The output signal is fed to an additional mixer 30 , in which the output signal is converted to a fixed intermediate frequency f IF + f IF with an unmodulated, but with the beat frequency f LO , the beat frequency f CW = f LO - f IF . The beat frequency f CW is generated in the beat oscillator 31 . With the local oscillator 34 , the fixed local frequency f IF is generated for the IQ demodulator 10 . The offset signals are filtered out of these IF signals via low-pass filters 13 and 14 and fed to the controller 15 via analog-digital converters 36 , 37 . The I and Q signals are filtered out via the bandpass filters 16 , 17 and also fed to the controller 15 as an imbalance error via peak value rectifiers 18 , 19 and analog-digital converters 38 , 39 . With a mixer 20 , the I and Q signals are fed to the controller 15 as a quadrature error after filtering in a low-pass filter 21 and digitization in the analog-digital converter 40 . FIGS. 2c and 2d show the operation of this error signal processing by the band-pass filters 16, 17 and the low-pass filter 21st

Um bei der Regelung auch die Eigenfehler des IQ-Demodulators 10 zu berücksichtigen, können in einem vorhergehenden Kalibrierverfahren auch diese Eigenfehler bestimmt und im Regler 15 abgespeichert und bei der späteren Regelung entsprechend berücksichtigt werden, ohne das Nutzsignal NS zu beeinträchtigen. Dazu ist vor dem IQ-Demodulator 10 ein wahlweise einschaltbarer Hochpaß 41 vorgesehen, der über einen Schalter 42 wahlweise dem IQ-Demodulator 10 vorschaltbar ist. Vor diesem Hochpaß 41 ist noch ein weiterer Tiefpaß 43 vorgesehen. Gemäß Fig. 2b wird mit dem Tiefpaß 43 am Ausgang des Mischers 30 das obere Mischprodukt weggefiltert, das untere Mischprodukt wird dem IQ-Demodulator 10 wahlweise direkt oder über den Hochpaß 41 zugeführt. Bei eingeschaltetem Hochpaß 41 wird gemäß Fig. 2b das untere Seitenband SB und der Trägerrest TR weggefiltert, so daß am Demodulatorausgang nur die Fehlersignale erscheinen, die der IQ-Demodulator 10 durch seine Analogtechnik selbst produziert (Offsetspannungen, Phasenfehler, ungleiche Dämpfung und dergleichen). Diese Fehler werden im Regler 15 abgespeichert und bei der anschließenden eigentlichen Regelung (bei ausgeschaltetem Hochpaß 41) entsprechend berücksichtigt. Bei einem alternativen Kalibrierverfahren für den IQ- Demodulator wird über den Schalter 44 das Sinussignal eines Oszillators 46 mit der Frequenz fIF + fZF zugeführt. Dies ist die Mittenfrequenz des Nutzsignales am Eingang des IQ-Demodulators. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 werden im Regler 15 aus den digital angelieferten Fehlersignalen unmittelbar digitale Korrekturwerte erzeugt, in diesem Beispiel erfolgt die eigentliche Korrektur also unmittelbar digital, lediglich für die Erzeugung des Quadraturfehlersignals ist eine Rückumwandlung in ein Analogsignal mittels eines Digital-Analog-Wandlers 44 erforderlich.In order to also take into account the inherent errors of the IQ demodulator 10 during the regulation, these inherent errors can also be determined in a previous calibration method and stored in the controller 15 and taken into account accordingly in the later regulation without impairing the useful signal NS. For this purpose, prior to the IQ demodulator 10, an optional high pass Switchable 41 is provided corresponding to the IQ demodulator is connected upstream via a switch 42 selectively 10th A further low pass 43 is provided before this high pass 41 . According to FIG. 2 b, the low-pass filter 43 is used to filter away the upper mixed product at the outlet of the mixer 30 , the lower mixed product is fed to the IQ demodulator 10 either directly or via the high-pass filter 41 . When the high-pass filter 41 is switched on, the lower sideband SB and the carrier residue TR are filtered out according to FIG. 2b, so that only the error signals appear at the demodulator output which the IQ demodulator 10 itself produces through its analog technology (offset voltages, phase errors, unequal attenuation and the like). These errors are stored in the controller 15 and taken into account accordingly in the subsequent actual regulation (when the high-pass filter 41 is switched off). In an alternative calibration method for the IQ demodulator, the sine signal of an oscillator 46 with the frequency f IF + f IF is supplied via the switch 44 . This is the center frequency of the useful signal at the input of the IQ demodulator. In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, digital correction values are generated directly from the digitally supplied error signals in the controller 15 , in this example the actual correction is therefore carried out directly digitally, only for the generation of the quadrature error signal is a conversion back into an analog signal by means of a digital-analog -Converters 44 required.

Damit das Nutzsignal fRF während des Kalibriervorganges nicht beeinträchtigt wird, muß der Regler 15 die Kompensationssignale für den Quadraturmodulator vor der Kalibration abspeichern und während der Kalibration konstant halten.So that the useful signal f RF is not impaired during the calibration process, the controller 15 must store the compensation signals for the quadrature modulator before the calibration and keep them constant during the calibration.

Claims (5)

1. Quadraturmischer, mit dem die Quadraturkomponenten (I, Q) eines ZF- Eingangssignals durch Mischen mit zwei in Quadratur zueinander stehenden Überlagerungsfrequenzen eines lokalen Überlagerungsoszillators (5) in ein Ausgangssignal (A) umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal (A) mittels eines analogen IQ-Demodulators (10) auf die Zwischenfrequenz des Eingangssignals umgesetzt wird und aus den so rückgewonnenen Quadraturkomponenten (I, Q) in der Zwischenfrequenzlage
  • a) der I und Q-Offset-Fehler bestimmt wird,
  • b) mittels Zwischenfrequenz-Bandfilter und nachfolgender Gleichrichter die I- und Q- Imbalance-Fehler bestimmt werden, und
  • c) durch Multiplikation dieser unter b) gewonnenen Signale der Quadraturfehler bestimmt wird, und aus diesen so ermittelten Offset-, Imbalance- und Quadraturfehlerwerten in einem Regler (15) Korrekturwerte ermittelt werden, mit denen die Quadraturkomponenten des Zwischenfrequenz-Eingangssignals in fehlerkompensierender Weise fortlaufend korrigiert werden, ohne daß das Nutzsignal (NS) am Ausgang (A) beeinträchtigt wird.
1. Quadrature mixer, with which the quadrature components (I, Q) of an IF input signal are converted into an output signal (A) by mixing with two local frequencies of a local local oscillator ( 5 ) in quadrature, characterized in that
that the output signal (A) is converted to the intermediate frequency of the input signal by means of an analog IQ demodulator ( 10 ) and from the quadrature components (I, Q) thus recovered in the intermediate frequency position
  • a) the I and Q offset error is determined,
  • b) the I and Q imbalance errors are determined by means of an intermediate frequency band filter and subsequent rectifiers, and
  • c) the multiplication of the signals obtained under b) determines the quadrature error, and from these offset, imbalance and quadrature error values determined in this way, correction values are determined in a controller ( 15 ) with which the quadrature components of the intermediate frequency input signal are continuously corrected in an error-compensating manner be without the useful signal (NS) at the output (A) is impaired.
2. Quadraturmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem IQ-Demodulator (10) ein wahlweise ein- und ausschaltbarer Hochpaß (41) vorgesehen ist und die bei eingeschaltetem Hochpaß bestimmten Eigenfehler des IQ- Demodulators im Regler (15) abgespeichert und bei der Fehlerkompensation der Zwischenfrequenz-Eingangssignale entsprechend berücksichtigt werden, ohne das Nutzsignal (NS) zu beeinträchtigen.2. Quadrature mixer according to claim 1, characterized in that in front of the IQ demodulator ( 10 ) an optionally on and off high-pass filter ( 41 ) is provided and the inherent errors of the IQ demodulator determined in the controller ( 15 ) and stored when the high-pass filter is switched on the error compensation of the intermediate frequency input signals are taken into account without affecting the useful signal (NS). 3. Quadraturmischer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal (A) vor dem IQ-Demodulator (10) auf eine konstante Zwischenfrequenz (fIF + fZF) umgesetzt wird (Überlagerungsmischer 30). 3. Quadrature mixer according to claim 1 or 2, characterized in that the output signal (A) before the IQ demodulator ( 10 ) is converted to a constant intermediate frequency (f IF + f IF ) (superimposed mixer 30 ). 4. Quadraturmischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenfrequenz-Eingangssignal als Digitalsignal zugeführt wird und die im analogen IQ-Demodulator ermittelten analogen Fehlerwerte vor dem Regler (15) digitalisiert werden.4. Quadrature mixer according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate frequency input signal is supplied as a digital signal and the analog error values determined in the analog IQ demodulator are digitized in front of the controller ( 15 ). 5. Quadraturmischer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem IQ-Demodulator (10) ein wahlweise ein- und ausschaltbarer Oszillator (46) vorgesehen ist und die bei eingeschaltetem Oszillator bestimmten Eigenfehler des IQ- Demodulators im Regler (15) abgespeichert und bei der Fehlerkompensation der Zwischenfrequenz-Eingangssignale entsprechend berücksichtigt werden, ohne das Nutzsignal (NS) zu beeinträchtigen.5. Quadrature mixer according to one of the preceding claims, characterized in that an optional on and off switchable oscillator ( 46 ) is provided in front of the IQ demodulator ( 10 ) and the specific errors of the IQ demodulator determined when the oscillator is switched on are stored in the controller ( 15 ) and are taken into account accordingly in the error compensation of the intermediate frequency input signals without impairing the useful signal (NS).
DE1999134215 1999-07-21 1999-07-21 Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component Expired - Fee Related DE19934215C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999134215 DE19934215C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999134215 DE19934215C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19934215C1 true DE19934215C1 (en) 2001-03-29

Family

ID=7915556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999134215 Expired - Fee Related DE19934215C1 (en) 1999-07-21 1999-07-21 Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19934215C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002037787A1 (en) * 2000-11-03 2002-05-10 Qualcomm Incorporated Modulator with low sensitivity to amplitude and phase errors of the carrier signal
EP1298791A1 (en) * 2001-09-26 2003-04-02 Sony International (Europe) GmbH Direct-conversion receiver using quadrature error correction
DE10142249A1 (en) * 2001-08-29 2003-04-03 Infineon Technologies Ag Circuit arrangement for providing a complex local oscillator signal and receiver
EP1396973A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-10 Thomson Licensing S.A. Process and device for modulation of a carrier with amplitude and phase error compensation
EP1619848A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-25 Evolium S.A.S. Radio frequency transmitter and method of operating a radio frequency transmitter
EP1764912A2 (en) * 2005-09-15 2007-03-21 Roke Manor Research Limited Generation of accurate phase and amplitude matched signals
US8358719B2 (en) 2004-06-21 2013-01-22 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Method and device for the compensation of signal errors in IQ-modulators
FR3115179A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-15 Stmicroelectronics S.R.L. Method for linearizing a transmission signal and corresponding integrated circuit

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415152A1 (en) * 1984-04-21 1985-10-31 ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang Method for linearising quadrature amplitude modulators
US4717894A (en) * 1986-10-23 1988-01-05 Hewlett-Packard Company Calibration of vector modulators using a scalar detector
US4816783A (en) * 1988-01-11 1989-03-28 Motorola, Inc. Method and apparatus for quadrature modulation
US4890301A (en) * 1987-11-27 1989-12-26 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Arrangement for compensating errors in a quadrature modulator
DE4420376C2 (en) * 1993-09-22 1998-09-17 Hewlett Packard Co Quadrature modulator
US5847619A (en) * 1996-03-14 1998-12-08 Nec Corporation Method and system for calibrating a quadrature phase modulator
US5861781A (en) * 1997-09-16 1999-01-19 Lucent Technologies Inc. Single sideband double quadrature modulator

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3415152A1 (en) * 1984-04-21 1985-10-31 ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang Method for linearising quadrature amplitude modulators
US4717894A (en) * 1986-10-23 1988-01-05 Hewlett-Packard Company Calibration of vector modulators using a scalar detector
US4890301A (en) * 1987-11-27 1989-12-26 Telefonaktiebolaget L M Ericsson Arrangement for compensating errors in a quadrature modulator
US4816783A (en) * 1988-01-11 1989-03-28 Motorola, Inc. Method and apparatus for quadrature modulation
DE4420376C2 (en) * 1993-09-22 1998-09-17 Hewlett Packard Co Quadrature modulator
US5847619A (en) * 1996-03-14 1998-12-08 Nec Corporation Method and system for calibrating a quadrature phase modulator
US5861781A (en) * 1997-09-16 1999-01-19 Lucent Technologies Inc. Single sideband double quadrature modulator

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002037787A1 (en) * 2000-11-03 2002-05-10 Qualcomm Incorporated Modulator with low sensitivity to amplitude and phase errors of the carrier signal
EP1876703A3 (en) * 2000-11-03 2008-04-02 QUALCOMM Incorporated Modulator with low sensitivity to amplitude and phase errors of the carrier signal
DE10142249A1 (en) * 2001-08-29 2003-04-03 Infineon Technologies Ag Circuit arrangement for providing a complex local oscillator signal and receiver
EP1298791A1 (en) * 2001-09-26 2003-04-02 Sony International (Europe) GmbH Direct-conversion receiver using quadrature error correction
EP1396973A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-10 Thomson Licensing S.A. Process and device for modulation of a carrier with amplitude and phase error compensation
FR2844412A1 (en) * 2002-09-05 2004-03-12 Thomson Licensing Sa METHOD AND DEVICE FOR MODULATING A CARRIER WITH AMPLITUDE AND PHASE ERROR COMPENSATION
US7286613B2 (en) 2002-09-05 2007-10-23 Thomson Licensing Process and device for modulating a carrier with amplitude and phase error compensation
US8358719B2 (en) 2004-06-21 2013-01-22 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Method and device for the compensation of signal errors in IQ-modulators
EP1619848A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-25 Evolium S.A.S. Radio frequency transmitter and method of operating a radio frequency transmitter
EP1764912A2 (en) * 2005-09-15 2007-03-21 Roke Manor Research Limited Generation of accurate phase and amplitude matched signals
EP1764912A3 (en) * 2005-09-15 2009-01-28 Roke Manor Research Limited Generation of accurate phase and amplitude matched signals
FR3115179A1 (en) * 2020-10-09 2022-04-15 Stmicroelectronics S.R.L. Method for linearizing a transmission signal and corresponding integrated circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69834875T2 (en) FREQUENCY CIRCUIT IMPLEMENTATION
DE2646255A1 (en) DIGITAL DETECTOR SYSTEM FOR DIFFERENTIAL PHASE SHIFT TOGGLE SIGNALS
DE60018440T2 (en) OVERLAYING OSCILLATOR FOR HIGH FREQUENCY RADIO RECORDS
DE19639237A1 (en) Double television tuner device
DE2945563C2 (en)
DE69838216T2 (en) data converters
DE2820943B2 (en) Circuit arrangement for recovering the carrier frequency of a multi-level phase shift keying signal
EP1657917B1 (en) Method and circuit arrangement for filtering analog or digital modulated TV signals
DE19934215C1 (en) Quadrature mixer for HF transmission applications uses analogue demodulator providing feedback signal used for evaluation and correction of offset error for each quadrature component
DE2334807C3 (en) Method and device for displaying the multiple reception of a frequency-modulated stereo broadcast wave
DE69823736T2 (en) Interference suppression for RF signals
EP0727905A2 (en) Multi-standard television receiver
EP0696139B1 (en) Method and device for the processing of digital and analog input signals
DE3938671C2 (en) Method for correcting amplitude and phase errors in a direct conversion receiver and receiver for performing the method
WO2008116544A1 (en) Design for reducing a phase noise
EP0755125B1 (en) Method for the reduction of secondary receiving positions in homodyne receivers with time variable carrier frequency
DE3733967C2 (en)
DE3938643C2 (en) Method for reconstructing separated direct-current useful components of IF signals in a direct conversion receiver and receiver for carrying out the method
EP0602394B1 (en) Method and device for the correction of phase and amplitude errors for direct conversion receiving devices
EP2070189A1 (en) Radio receiver
DE19819092C2 (en) Receiver for high-frequency, vector-modulated signals
DE2404191B2 (en) Pilot receiver
DE3412190C2 (en) Integrable receiver circuit
WO2005067244A1 (en) Method and device for demodulating a phase modulated signal
EP1192709B1 (en) Device and method for demodulating frequency-modulated signals

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8381 Inventor (new situation)

Free format text: EHRHARDT, THOMAS, 81667 MUENCHEN, DE

8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee