芯动神州丨TRX9361本振泄漏偏高怎么办？TX Quad Cal校准方法与工程排查

　　在使用TRX9361进行射频发射测试时，经常会遇到一个现象：即使没有输入有效的IQ信号，频谱仪上仍然可以看到一个明显的载波分量。这个信号就是我们通常所说的本振泄漏(LO Leakage)。那么，本振泄漏是怎么产生的?对系统有什么影响?如果指标偏高，又应该怎么处理?

　　一、本振泄漏是怎么产生的?

　　理想情况下，当基带输入为：

　　I=0、Q=0，TX输出端应该没有射频信号。但实际芯片内部存在各种模拟误差，例如：

　　I/Q直流偏置;

　　I/Q增益、相位失配;

　　DAC失调;

　　混频器内部泄漏;

　　模拟电路和版图寄生;

　　这些误差最终会使本振信号直接出现在RF输出端。简单来说：本振泄漏，本质上是TX模拟链路自身误差的结果。因此，它不是简单增加一个滤波器就能彻底解决的问题。

　　二、本振泄漏有什么影响?

　　最直接的影响就是：在发射载波中心出现一个额外的强信号。例如发射频率为406 MHz：

　　对于普通通信应用，如果本振泄漏已经比较低，可能影响不大。但对于以下系统，就需要特别关注：

　　对杂散指标要求较高的无线系统;

　　高动态范围接收机;

　　测向、测距等射频系统;

　　高速跳频系统;

　　对载波抑制有明确要求的应用。

　　本振泄漏通常使用dBc表示。

　　例如：

　　有用信号： -10dBm

　　本振泄漏： -60dBm

　　那么本振泄漏约为：-50dBc

　　需要注意，dBc是相对于有用信号的相对指标，不能只看本振泄漏的绝对dBm值。

　　三、TRX9361如何校准本振泄漏?

　　TRX9361内部提供了专门的：TX Quadrature Calibration(TX Quad Cal)用于改善TX的正交误差，同时也用于降低本振泄漏和镜像信号。其基本过程可以理解为：

　　启动TX Quad Cal

　　↓

　　内部产生测试信号

　　↓

　　利用RX路径进行检测

　　↓

　　计算本振泄漏和IQ误差

　　↓

　　不断调整校准参数

　　↓

　　判断是否收敛

　　因此，正常情况下，首先应该使用TX Quad Cal进行自动校准，而不是直接手动修改Offset寄存器。

　　四、自动校准时重点检查这几个参数

　　进入Alert状态后，可以重点检查以下配置。

　　1. 确认本振泄漏校准开启

　　Quad Cal Control：0x0A1[D5]=1，这个bit对应DC Offset校准功能，是本振泄漏校准的重要控制位。

　　2. 调整校准收敛阈值

　　检查：0x0A5 / 0x0A6，如果希望获得更好的校准效果，可以尝试设置为：0x0A5=0x01、0x0A6=0x01，这样可以让校准算法更加严格地寻找最优结果。

　　3. 给算法足够的校准时间

　　可以将：0x0A9=0xFF，避免因为校准时间不足，算法还没有充分收敛就结束。

　　五、启动TX Quad Cal后，不要只看“完成”

　　启动校准：0x016[D4]=1，校准完成后该bit会自动清零。

　　但需要注意：校准完成 ≠ 校准一定成功。

　　建议继续检查：0x0A7/0x0A8，重点看：LO Conv=1，它表示本振泄漏校准算法是否真正收敛。

　　因此实际调试时应该形成这样的判断：

　　启动校准

　　↓

　　等待完成

　　↓

　　检查LO Conv

　　↓

　　频谱仪确认本振泄漏

　　而不是看到“Calibration Done”就认为一切正常。

　　六、一个非常容易忽略的参数：0x0A0

　　如果发现同样的校准流程，在不同采样率、滤波器配置下，本振泄漏结果差异很大。建议重点检查：0x0A0 Phase Offset，这个参数不能简单地固定使用一个经验值。在实际工程中，可以遍历不同Phase值，分别执行TX Quad Cal，然后记录：

　　本振泄漏

　　+

　　镜像抑制

　　最后选择综合性能最好的值。也就是说，0x0A0不是“随便配置一下”的参数，而是影响TX Quad Cal最终效果的重要参数。

　　七、自动校准后仍然压不下去怎么办?

　　如果标准TX Quad Cal已经正常执行，而且LO Conv=1，但频谱仪上的本振泄漏仍然偏高，可以进一步进行手动微调。

　　基本思路是：

　　自动校准

　　↓

　　读取自动校准结果

　　↓

　　以校准结果为中心

　　↓

　　开启对应Force Bit

　　↓

　　小步进修改I/Q Offset

　　↓

　　观察频谱仪

　　↓

　　找到本振泄漏最小点

　　例如Tx1A可以重点关注：0x092/0x093，并配合0x09F[D2]进行Force控制。这里一定要注意：不同TX端口对应不同的校准结果和Force Bit。如果测试的是Tx_B，就不要错误地去修改Tx_A对应的参数。

　　八、为什么换频点后，本振泄漏又变高?

　　这是TRX9361在跳频系统中非常值得注意的问题。TX频率发生较大变化后，原来的校准结果未必还是最佳值。对于AD9361，官方资料建议：当TX LO频率变化超过100MHz时，需要重新执行TX Quad Cal。因此，对于高速跳频系统，不建议简单地认为：“上电校准一次，后面所有频点永久有效。”更合理的策略是：

　　频率变化较大

　　↓

　　重新执行TX Quad Cal

　　温度变化明显

　　↓

　　根据系统策略Refresh校准

　　实际产品中，可以结合芯片内部温度监测建立自动Refresh机制。

　　九、最后给一个实用的排查顺序

　　如果遇到TRX9361本振泄漏偏高，建议按照下面顺序处理：

　　1、确认测试条件

　　固定：

　　TX频率

　　TX输出功率

　　TX衰减

　　采样率

　　滤波器配置

　　TX端口

　　芯片温度

　　2、检查Quad Cal配置

　　重点确认：

　　0x0A1[D5]=1

　　0x0A5=0x01

　　0x0A6=0x01

　　0x0A9=0xFF

　　3、优化0x0A0

　　针对当前采样率和滤波器配置，寻找最佳Phase Offset。

　　4、执行TX Quad Cal

　　进入Alert

　　↓

　　0x016[D4]=1

　　↓

　　等待校准完成

　　↓

　　检查0x0A7/0x0A8

　　↓

　　确认LO Conv=1

　　5、仍然偏高，再做手动微调

　　以自动校准结果为中心，通过Force Bit配合Offset寄存器进行小范围扫描。

　　十、结语

　　TRX9361的本振泄漏，本质上是TX模拟链路误差经过混频后形成的载波泄漏。面对这个问题，最重要的不是一上来就手动修改寄存器，而是建立正确的排查思路：先保证TX Quad Cal正常工作→再优化Phase Offset→确认算法真正收敛→最后才进行手动微调。对于高速跳频应用，还要特别关注：频率变化和温度变化对校准结果的影响。如果把本振泄漏的处理总结成一句话：自动校准解决“能不能校好”，参数优化解决“能不能校得更好”，频率和温度管理解决“能不能一直保持好”。