[發明專利]自適應增益和/或相位調節控制系統及方法

有效

• 申請號: 00124104.4
• 申請日: 2000-08-16
• 公開（公告）號: CN1285654A
• 公開（公告）日: 2001-02-28
• 發明（設計）人: 里澤·甘納丹;羅伯特·E·梅爾
• 申請（專利權）人: 朗迅科技公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H04B1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

本發明涉及調節例如一個失真減小系統中混合信號之間的相對相位和/或增益的一種增益和/或相位調節控制系統。

放大器通常在信號上加上多余的失真，使輸出信號包括失真或非線性分量以及信號分量。失真包括加在輸入信號上或對輸入信號有不利影響的任何多余的信號。因此，需要發明一種能夠基本消除或明顯減小由放大器產生的失真的技術。

前饋校正通常被應用于現代放大器中，以改進放大器對各種輸入模式的線性。前饋校正的本質是處理由放大器產生的失真，例如互調(IMD)分量，使得在最后的疊加點消除失真。由于輸入RF載波模式以及產生失真位置的不可預見性，一個已知的頻率分量即導頻信號與放大過程產生的失真一起被注入主信號路徑。在前饋放大器中，前饋失真減小電路使導頻信號與失真一起減小。因此，通過設計前饋失真減小電路以探測和消除導頻信號，可以同時消除失真。

導頻信號是一個電信號，包括至少一個頻率分量，其頻譜位于電路的工作頻帶的附近。對于導頻信號的更完整的描述如圖1所示，圖1顯示一個射頻(RF)放大器的頻率響應，包括導頻信號的位置。導頻信號可以位于工作頻帶的下邊緣附近(如導頻1)和/或位于工作頻帶的上邊緣附近(如導頻2)。導頻與中心頻率f₀的工作頻帶的一個邊界的頻譜間隔為Δf。導頻信號的電特性(如幅值、相位響應、頻譜成分)是已知的。應當注意到盡管導頻信號顯示為具有某個幅值的一個或兩個頻譜分量，但是導頻信號可以包括具有不同幅值的多個頻譜分量。

前饋失真減小電路通過向RF放大器加導頻信號并且基于從被加的導頻信號獲得的信息進行調節，從而減小RF放大器產生的失真。圖2公開了前饋校正電路10及其使用來自導頻信號的信息減小RF放大器12產生的失真。一個輸入信號，例如包括至少一個載波信號，被加到分路器14。分路器14在主信號路徑16和前饋路徑18上復制該輸入信號。分路器14是稱為回路#1的載波消除回路的一部分，回路#1除了分路器14之外，還包括增益和相位電路20、耦合器22、RF放大器12、延遲電路24及耦合器26和28。主路徑16上的信號被加到增益和相位電路20。增益和相位電路20的輸出以及導頻信號被加到耦合器22。典型地，導頻信號的幅值比輸入信號的幅值小得多(例如小30dB)，使其不會干擾放大器12的工作。耦合器22的輸出被加到放大器12，放大器12的輸出包括放大的輸入信號、放大的導頻信號以及放大器12產生的失真信號。

放大器12的輸出的一部分從耦合器26引出并通過耦合路徑30在耦合器28處與前饋路徑18上的延遲的輸入信號混合，以隔離導頻信號與前饋路徑18上的失真。前饋路徑18上的輸入信號被延遲電路24足夠延遲，使得該信號與通過路徑30出現在耦合器28處的信號經歷了相同的延遲。得到的誤差信號包括放大器12產生的失真以及耦合器28的輸出處保留的載波信號和導頻信號的任何部分。載波消除回路中載波消除的量與分路器14至耦合器28的兩條路徑之間的合適的增益和相位匹配有關。

增益和相位電路20根據控制路徑32和34上的控制信號調節輸入信號的相位和增益，使得通過路徑30出現在耦合器28處的信號與耦合器28處的延遲的輸入信號基本反相(幅值相等但相位相差180°)。使用信號探測和控制電路35，增益和相位電路20的控制路徑32和34上出現的增益和相位控制信號以眾所周知的方式從耦合器28的輸出處的信號中導出。通常，信號探測和控制電路35為載波消除回路探測一個誤差信號。該誤差信號表示點A處的信號的幅值，并且信號探測和控制電路35試圖通過提供增益和/或相位控制信號減小誤差信號的幅值。

在本實施例中，信號探測和控制電路35包括一個探測器36，如對數探測器，產生表示點A處信號幅值的信號。濾波器38對該對數探測器的輸出進行濾波，產生表示誤差信號幅值的DC型幅值信號。該幅值信號提供給一個零電路40。零電路40響應幅值信號，在控制路徑32和34上提供控制信號，以調節耦合器28處的混合信號之間的相對增益和/或相位，并減小誤差信號，由此減小了載波信號。當誤差信號被減小時，在耦合器28處混合的載波信號基本相互抵消，在耦合器28的輸出處留下導頻信號以及放大器12產生的失真。因此回路#1是一個載波消除回路，用于在前饋路徑18上隔離導頻信號與放大器12產生的失真。