專(zhuān)利名稱：射頻放大器中幅度調(diào)制到相位調(diào)制的消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到RF放大器，具體涉及到用來(lái)消除在對(duì)功率放大器進(jìn)行幅度調(diào)制時(shí)出現(xiàn)的無(wú)意識(shí)的相位調(diào)制作用。
諸如蜂窩移動(dòng)電話等使用的射頻(RF)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生可以通過(guò)空間發(fā)送的RF信號(hào)。在信號(hào)中通過(guò)諸如調(diào)頻，調(diào)相，調(diào)幅及其組合等某種形式的調(diào)制而攜帶信息。
有時(shí)候需要產(chǎn)生兼?zhèn)浞群拖辔徽{(diào)制的調(diào)制信號(hào)。隨著對(duì)小而輕的設(shè)備特別是蜂窩電話的需求，放大器電路特別需要使用小型的元件。一種可能是使用載波頻率的主振蕩器的相位調(diào)制與功率放大器的幅度調(diào)制的組合。然而，在對(duì)功率放大器執(zhí)行幅度調(diào)制時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)意識(shí)的相位調(diào)制。目前解決這一問(wèn)題的辦法是將幅度和調(diào)制功率放大器包括在總的鎖相環(huán)內(nèi)。如果作為一個(gè)用于廣播的鎖相環(huán)，這樣做就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)帶外信號(hào)，除非是包括一個(gè)高度隔離的開(kāi)關(guān)。來(lái)自電壓控制振蕩器的反饋點(diǎn)就會(huì)轉(zhuǎn)移到功率放大器的輸出，僅僅是在鎖定的環(huán)之后并且剛好在這一頻率上。這種轉(zhuǎn)移會(huì)造成環(huán)路的瓦解并且導(dǎo)致環(huán)路失鎖。
本發(fā)明的目的就是以一種新穎和簡(jiǎn)單的方法來(lái)解決上述的一或多個(gè)問(wèn)題。
按照本發(fā)明提供了一種根據(jù)幅度調(diào)制指令校正相位調(diào)制指令的電路及方法。
概括地說(shuō)，本發(fā)明提供的一種RF放大器包括用來(lái)產(chǎn)生代表RF信號(hào)的理想相位調(diào)制的相位調(diào)制指令以及代表RF信號(hào)的理想幅度調(diào)制的幅度調(diào)制指令的指令裝置。一個(gè)振蕩器根據(jù)相位調(diào)制指令產(chǎn)生一個(gè)相位調(diào)制的RF輸入信號(hào)。一個(gè)功率放大器接收RF輸入信號(hào)并且根據(jù)幅度調(diào)制指令放大這一RF輸入信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)RF輸出信號(hào)。將調(diào)制控制的操作與振蕩器相聯(lián)系。調(diào)制控制包括用來(lái)存儲(chǔ)相位校正信息的相位存儲(chǔ)裝置，使幅度調(diào)制指令與相位調(diào)制誤差相互關(guān)聯(lián)，以及用來(lái)根據(jù)相位調(diào)制誤差改變相位調(diào)制指令的相位控制裝置，以校正由功率放大器的幅度調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
本發(fā)明的一個(gè)特征在于相位控制裝置包括一個(gè)加法器用來(lái)將相位調(diào)制指令與相位調(diào)制誤差相加并且將和輸入給振蕩器。本發(fā)明的另一個(gè)特征在于調(diào)制控制包括一個(gè)編程處理器。
本發(fā)明的再一個(gè)特征在于相位存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)一個(gè)將幅度調(diào)制指令與相位調(diào)制指令相互關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)函數(shù)。
本發(fā)明的又一個(gè)特征在于相位存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)一個(gè)幅度調(diào)制指令值對(duì)相位調(diào)制指令值的表。
本發(fā)明的下一個(gè)特征是提供一種用來(lái)確定RF輸出信號(hào)的實(shí)際相位調(diào)制的裝置，而其中的調(diào)制控制利用受監(jiān)視的RF輸出信號(hào)相位調(diào)制和理想的相位調(diào)制周期性地更新相位校正信息。
本發(fā)明的又一個(gè)特征是提供了用來(lái)確定RF輸出信號(hào)的實(shí)際相位調(diào)制的裝置，其中的調(diào)制控制將實(shí)際相位調(diào)制與相位調(diào)制誤差相比較，從而改變相位調(diào)制指令?？刂蒲b置包括一個(gè)加法器，用來(lái)將相位調(diào)制指令和實(shí)際相位調(diào)制與相位調(diào)制誤差的比較輸出求和。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是提供一種幅度存儲(chǔ)裝置，用來(lái)存儲(chǔ)關(guān)于RF輸出信號(hào)的實(shí)際幅度相對(duì)于理想幅度調(diào)制的幅度校正信息，以及幅度控制裝置，它根據(jù)按照幅度校正信息修改的幅度調(diào)制指令來(lái)改變功率放大器電源電壓。調(diào)制控制根據(jù)按照這一校正信息修改的幅度調(diào)制指令來(lái)確定相位調(diào)制誤差。還設(shè)有用來(lái)監(jiān)視RF輸出信號(hào)幅度的裝置，。幅度控制裝置利用監(jiān)視的RF輸出信號(hào)和理想幅度調(diào)制周期性地更新幅度校正信息。幅度控制裝置根據(jù)監(jiān)視的幅度和幅度調(diào)制指令之間的差改變功率放大器電源電壓。振蕩器包括一個(gè)相位調(diào)制電壓控制振蕩器。
按照本發(fā)明的另一方面還提供了用來(lái)產(chǎn)生兼?zhèn)湎辔缓头日{(diào)制的RF信號(hào)的一種方法。該方法包括以下步驟，產(chǎn)生代表RF信號(hào)的理想相位調(diào)制的相位調(diào)制指令，產(chǎn)生代表RF信號(hào)的理想幅度調(diào)制的幅度調(diào)制指令。移動(dòng)RF信號(hào)的相位，根據(jù)相位調(diào)制指令提供一個(gè)相位調(diào)制的RF輸入信號(hào)，根據(jù)幅度調(diào)制放大RF輸入信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)RF輸出信號(hào)，存儲(chǔ)關(guān)于幅度調(diào)制指令對(duì)相位調(diào)制誤差的相位校正信息，以及用來(lái)根據(jù)相位調(diào)制誤差改變相位調(diào)制指令，以校正由RF輸入信號(hào)的幅度調(diào)制所產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
從以下的具體說(shuō)明和附圖中可以看出本發(fā)明進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1的框圖表示本發(fā)明第一實(shí)施例的放大器電路；
圖2的框圖表示本發(fā)明第二實(shí)施例的放大器電路；圖3的框圖表示本發(fā)明第三實(shí)施例的放大器電路；圖4的框圖表示本發(fā)明第四實(shí)施例的放大器電路；圖5的框圖表示本發(fā)明第五實(shí)施例的放大器電路；圖6的框圖表示本發(fā)明第六實(shí)施例的放大器電路；圖7的框圖表示本發(fā)明第七實(shí)施例的放大器電路；圖8的框圖是用來(lái)控制圖1-7的任何一款功率放大器電路的電源電壓的一種電路；圖9是一個(gè)具體的框圖，用來(lái)表示圖5的放大器電路的一種實(shí)施方案；以及圖10是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的放大器電路的具體框圖。
首先參見(jiàn)圖1，圖中表示了本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)射機(jī)RF放大器電路20。在發(fā)射機(jī)中可以用放大器電路20通過(guò)空間發(fā)射RF信號(hào)，例如是移動(dòng)蜂窩電話等等。具體地說(shuō)，這種發(fā)射機(jī)可以用于在任何設(shè)備中產(chǎn)生兼?zhèn)浞群拖辔徽{(diào)制的調(diào)制信號(hào)。本發(fā)明特別涉及到按照根據(jù)幅度調(diào)制控制信號(hào)對(duì)相位調(diào)制控制信號(hào)的校正來(lái)校正功率放大器的幅度調(diào)制所產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差的一種電路和方法。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，放大器電路20使用一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和有關(guān)的電路來(lái)產(chǎn)生發(fā)射的輸出信號(hào)。從圖中可見(jiàn)，這種電路功能可以用ASIC，編程的DSP，或者是編程的微處理器以及其它類(lèi)似的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
RF放大器電路20包括的框22產(chǎn)生一個(gè)相位調(diào)制指令或是代表RF信號(hào)的理想相位調(diào)制的控制信號(hào)。框24產(chǎn)生一個(gè)幅度調(diào)制指令或是代表RF信號(hào)的理想幅度調(diào)制的控制信號(hào)。相位調(diào)制控制信號(hào)22通過(guò)一個(gè)加法器26提供給相位調(diào)制振蕩器28。振蕩器28可以是任意形式的相位調(diào)制源。一個(gè)例子就是鎖相環(huán)(PLL)中的電壓控制振蕩器(VCO)，可以用一個(gè)復(fù)合矢量(I/Q)調(diào)制器對(duì)參考信號(hào)進(jìn)行相位調(diào)制，或者是在環(huán)路內(nèi)部執(zhí)行相位調(diào)制。相位調(diào)制是線路30上的RF輸入信號(hào)的一部分，并且被功率放大器32放大。功率放大器32的輸出構(gòu)成一個(gè)RF輸出信號(hào)。功率放大器30是由來(lái)自框24的幅度調(diào)制控制信號(hào)來(lái)控制的。
按照本發(fā)明，幅度調(diào)制控制信號(hào)24被輸入到一個(gè)相位校正表34。校正表34的輸出提供給加法器26。校正表34被存儲(chǔ)在與DSP相聯(lián)系的放大器電路的一個(gè)合適的存儲(chǔ)器中。校正表34將幅度調(diào)制控制信號(hào)和一個(gè)相位調(diào)制誤差相關(guān)聯(lián)。具體地說(shuō)，校正表34可以是相位值相對(duì)于幅度控制信號(hào)的一個(gè)表，或者是用來(lái)鏈接這兩種變量的一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)。這種函數(shù)或表對(duì)每一種功率放大器技術(shù)或總體設(shè)計(jì)都是不同的，但是在按照一種技術(shù)和設(shè)計(jì)制造時(shí)對(duì)不同的元件都是相同的。加法器26將相位調(diào)制控制信號(hào)與相位調(diào)制誤差相加，用來(lái)校正功率放大器32的幅度調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
圖1表示本發(fā)明的一個(gè)基本實(shí)施例。本發(fā)明中更復(fù)雜的變化包括一個(gè)關(guān)于幅度控制信號(hào)24對(duì)準(zhǔn)備提供給功率放大器32的一個(gè)校正信號(hào)的類(lèi)似的校正表。圖2-4表示了這些更加復(fù)雜的變化。
參見(jiàn)圖2，在圖中表示了按照本發(fā)明第二實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路120。放大器電路120的許多元件直接對(duì)應(yīng)著圖1的放大器電路20中的有關(guān)元件。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)。對(duì)于大體上相似的元件用比之高100的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
放大器電路120采用開(kāi)環(huán)幅度校正。幅度調(diào)制控制信號(hào)24被提供給一個(gè)幅度校正表36。幅度校正表36被存儲(chǔ)在與DSP相聯(lián)系的一個(gè)合適的存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)功率放大器RF信號(hào)幅度輸出對(duì)控制信號(hào)24的傳遞函數(shù)曲線的反函數(shù)。具體地說(shuō)，幅度校正表36將理想幅度值修改成提供給系統(tǒng)的一個(gè)幅度值，用來(lái)校正RF輸出信號(hào)的幅度。來(lái)自校正表36的修改的控制信號(hào)被提供給功率放大器32，細(xì)節(jié)參見(jiàn)下文。
參見(jiàn)圖3，圖中表示了按照本發(fā)明第三實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路220。放大器電路220的許多元件直接對(duì)應(yīng)著圖1的放大器電路20中的有關(guān)元件。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)。對(duì)于大體上相似的元件用高200的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
放大器電路220采用具有采樣誤差測(cè)量的閉環(huán)幅度校正。這一實(shí)施例假定元件與元件隨著溫度或時(shí)間會(huì)出現(xiàn)一些需要校正的變化。這些變化是校正的對(duì)象。
在功率放大器32的輸出端用一個(gè)幅度或功率檢測(cè)器38測(cè)量幅度或功率值。檢測(cè)器38測(cè)量輸出信號(hào)的速率比調(diào)制符號(hào)速率要低得多。在加法器40中將測(cè)得的幅度與幅度調(diào)制控制信號(hào)相比較。加法器40的輸出被提供給一個(gè)幅度校正表236去校正這一非實(shí)時(shí)的表。幅度校正表236類(lèi)似于幅度校正表36。
參見(jiàn)圖4，圖中表示了按照本發(fā)明第四實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路320。放大器電路320的許多元件直接對(duì)應(yīng)著圖1的放大器電路20中的有關(guān)元件。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)。對(duì)于大體上相似的元件用高300的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
放大器電路320采用具有實(shí)時(shí)誤差測(cè)量的閉環(huán)幅度校正。具體地說(shuō)，幅度校正是實(shí)時(shí)進(jìn)行的。作為幅度校正表的替代，幅度調(diào)制控制信號(hào)24和幅度檢測(cè)器38都連接到加法器40上，加法器的輸出提供給一個(gè)幅度環(huán)濾波器42。幅度環(huán)濾波器42再連接到功率放大器32。這樣就能將理想幅度控制信號(hào)與測(cè)量幅度的關(guān)系提供給放大器控制端口以獲得理想的輸出幅度。這一實(shí)施例受到的更嚴(yán)格的限制在于為了保持環(huán)路穩(wěn)定必須要限制環(huán)路濾波器42和環(huán)路增益。
圖1-4的幅度調(diào)制方法還可以和相位調(diào)制路徑上類(lèi)似的變量加以組合。在圖5和6中表示了這些變化。
參見(jiàn)圖5，圖中表示了按照本發(fā)明第五實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路420。放大器電路420的許多元件直接對(duì)應(yīng)著圖1-4的放大器電路中的有關(guān)元件。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)。對(duì)于大體上相似的元件用高400的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
放大器電路420采用具有采樣誤差測(cè)量的閉環(huán)相位校正結(jié)合著具有采樣誤差測(cè)量的閉環(huán)幅度校正。具體地說(shuō)，閉環(huán)幅度校正類(lèi)似于參照?qǐng)D3所述的情況。一個(gè)限幅器44連接在功率放大器32的輸出。限幅器44很少有或沒(méi)有幅度到相位的轉(zhuǎn)換。限幅器44的輸出消除由功率放大器32帶來(lái)的幅度調(diào)制。限幅器44的輸出在一個(gè)混頻器46中與線路30上的RF輸入信號(hào)相比較，在線路48上產(chǎn)生測(cè)量的相位或是誤差。這一測(cè)量的相位誤差是在幅度放大過(guò)程中由功率放大器32產(chǎn)生的。然后在加法器50中將這一測(cè)量的相位誤差與代表著預(yù)期的無(wú)意識(shí)相位誤差的相位校正表434的輸出相比較。這兩個(gè)信號(hào)之間的差被用來(lái)更新相位校正表434或是數(shù)學(xué)函數(shù)。由于相位校正表或函數(shù)只能隨著諸如溫度等緩慢改變的條件而變化，誤差采樣的速率比調(diào)制速率要慢得多。
在比功率放大器32的密集幅度低10-15db以下的一些數(shù)值上，相位校正表34的特性很少有對(duì)幅度的校正。因此，限幅器44和相位比較器50不能在很寬的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)工作。
參見(jiàn)圖6，圖中表示了按照本發(fā)明第六實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路520。放大器電路520的許多元件直接對(duì)應(yīng)著圖1-4的放大器電路中的有關(guān)元件。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)。對(duì)于大體上相似的元件用500以上的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
放大器電路520采用具有實(shí)時(shí)誤差測(cè)量的閉環(huán)相位校正結(jié)合著具有采樣誤差測(cè)量的閉環(huán)幅度校正。同樣，幅度校正類(lèi)似于上文參照?qǐng)D3所述的情況。
在本實(shí)施例中，在加法器50中計(jì)算的來(lái)自混頻器48的測(cè)量的相位誤差和來(lái)自表34的預(yù)期相位校正之間的差在一個(gè)相位誤差濾波器52中濾波。相位誤差濾波器52的輸出被輸入到一個(gè)加法器526，它同時(shí)還接收相位調(diào)制控制信號(hào)22和相位校正表34的輸出。此處利用了相位校正信號(hào)加上相位誤差的反饋組合。為了保持環(huán)路的穩(wěn)定而需要限制相位誤差濾波器52的參數(shù)。因?yàn)樾Ｕ菍?shí)時(shí)進(jìn)行的，它比符號(hào)速率要快。
參見(jiàn)圖7，圖中表示了按照本發(fā)明第七實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路620。放大器電路620的許多元件直接對(duì)應(yīng)著圖1的放大器電路20中的有關(guān)元件。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)。
放大器電路620表示一種可能與圖1-6的任何一款電路重疊的變化。按照這種變化，相位校正表34不接收幅度調(diào)制控制信號(hào)。反之卻是將幅度調(diào)制校正表36的輸出輸入給相位校正表34。這種變化具有其優(yōu)越性，因?yàn)閭鬏斚辔辉诠β史糯笃鞒尸F(xiàn)非線性時(shí)會(huì)發(fā)生變化。這一特性比通常是由一個(gè)波形發(fā)生器提供的指令信號(hào)24更加密切地關(guān)系到提供給功率放大器32的實(shí)際幅度控制信號(hào)。
在本發(fā)明所示的實(shí)施例中，用來(lái)產(chǎn)生相位調(diào)制控制信號(hào)22和幅度調(diào)制控制信號(hào)24的方法可以采取許多標(biāo)準(zhǔn)的方法。可以用硬件或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如是采用DSP，以及硬件和軟件的組合。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)已經(jīng)產(chǎn)生了通常被標(biāo)準(zhǔn)的矢量調(diào)制器用做輸入的I和Q調(diào)制信號(hào)。這兩個(gè)信號(hào)被輸入到一個(gè)能夠?qū)和Q信號(hào)取四相限弧度正切的裝置。然后變成標(biāo)度適合用來(lái)控制相位調(diào)制振蕩器28的相位調(diào)制控制信號(hào)。同樣的I和Q信號(hào)被輸入給一個(gè)基本單位函數(shù)，從而產(chǎn)生標(biāo)度同樣適合幅度調(diào)制器的幅度控制信號(hào)。如果相位調(diào)制振蕩器28實(shí)際上是一個(gè)頻率調(diào)制的鎖相環(huán)，為了控制這一振蕩器就必須對(duì)相位調(diào)制控制信號(hào)22取數(shù)學(xué)上的微分。
圖8表示了一種用于功率放大器32的幅度調(diào)制的有效的方法。幅度調(diào)制控制信號(hào)被提供給一個(gè)調(diào)制器60，例如是一個(gè)Δ-∑變換器，它產(chǎn)生一系列一比特?cái)?shù)字信號(hào)，其平均值模擬輸入波形。用一個(gè)Class D放大器級(jí)62提高調(diào)制信號(hào)的電流容量，根據(jù)輸入到變換器60的二進(jìn)制狀態(tài)使輸出達(dá)到全電池電壓或是零。通過(guò)一個(gè)低通濾波器64提供放大的信號(hào)，將平滑的電壓連接到功率放大器32的漏極或集電極。這樣，當(dāng)采用功率放大器32來(lái)放大來(lái)自相位調(diào)制源的RF信號(hào)時(shí)，最終的輸出信號(hào)是由波形發(fā)生器產(chǎn)生的原始波形，但是現(xiàn)在是以適當(dāng)頻率加載在RF載波信號(hào)上。
參見(jiàn)圖9，圖中表示了一種功率放大器電路700。具體地說(shuō)，放大器電路700包括圖5的放大器電路420的更加具體的實(shí)施細(xì)節(jié)。
放大器電路700包括一個(gè)波形發(fā)生器702。波形發(fā)生器702產(chǎn)生適合發(fā)射的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以及調(diào)制特性的包括幅度和相位在內(nèi)的總的調(diào)制。這一波形被提供給一個(gè)相位調(diào)制路徑704和一個(gè)幅度調(diào)制路徑706。相位調(diào)制路徑704包括用來(lái)產(chǎn)生相位調(diào)制控制信號(hào)θ(t)的一個(gè)幅角函數(shù)708。它對(duì)應(yīng)著上文所述的相位調(diào)制控制信號(hào)22。幅度調(diào)制路徑包括用來(lái)產(chǎn)生代表RF輸出信號(hào)理想幅度的一個(gè)幅度調(diào)制控制信號(hào)A(t)的幅值函數(shù)710。它對(duì)應(yīng)著上文所述的幅度調(diào)制控制信號(hào)24。兩個(gè)信號(hào)必須在時(shí)間上同步，使得通過(guò)放大器電路700的凈效應(yīng)能夠在框712代表的輸出端產(chǎn)生理想的復(fù)合信號(hào)。
在相位調(diào)制路徑704中，相位調(diào)制控制信號(hào)被提供給一個(gè)相位校正表714。相位校正表714對(duì)應(yīng)著上文中參照?qǐng)D5所述的相位校正表434。相位校正表714的輸出被提供給一個(gè)變換框716。變換框716將校正的相位調(diào)制信號(hào)變換成相位調(diào)制振蕩器718所需的適當(dāng)格式和電平。振蕩器718可以是任意形式的相位調(diào)制源。VCO/PLL就是一個(gè)例子，其中的參考信號(hào)是用復(fù)合矢量(I/Q)調(diào)制器調(diào)制的相位，或者是在環(huán)路內(nèi)部施加相位調(diào)制。這種相位調(diào)制是頻率為f0的RF信號(hào)的一部分，并且由一個(gè)RF驅(qū)動(dòng)級(jí)720放大。RF驅(qū)動(dòng)級(jí)720為功率放大器722提供足夠的信號(hào)電平使其過(guò)激勵(lì)，并且在輸出712代表的功率放大器722的輸出僅僅響應(yīng)其電源電壓的電平。
在幅度調(diào)制路徑706中，來(lái)自幅值函數(shù)710的控制信號(hào)被提供給一個(gè)校正表724。校正表724對(duì)應(yīng)著參照?qǐng)D5所述的幅度校正表236。具體用一個(gè)DSP存儲(chǔ)器存儲(chǔ)功率放大器RF信號(hào)幅度輸出相對(duì)于控制信號(hào)的傳遞函數(shù)曲線的反函數(shù)。校正表724將提供給系統(tǒng)的理想幅度值修改成RF信號(hào)輸出的準(zhǔn)確幅度。修改的控制信號(hào)被提供給一個(gè)調(diào)制器726用來(lái)產(chǎn)生平均值模仿輸入波形的一序列一比特?cái)?shù)字信號(hào)?？梢允褂萌魏涡问降拿}沖密度調(diào)制器。然而，Δ-∑調(diào)制器的優(yōu)點(diǎn)在于其噪聲相對(duì)于頻率的關(guān)系是在低頻段很低，而在高頻段很高。用一個(gè)Class D放大器級(jí)728提高調(diào)制信號(hào)的電流容量，根據(jù)輸入到調(diào)制器726的二進(jìn)制狀態(tài)使其輸出達(dá)到全電池電壓或是零。通過(guò)一個(gè)低通濾波器730提供放大的信號(hào)，將平滑的電壓連接到功率放大器722的漏極或集電極。這樣，當(dāng)采用功率放大器32來(lái)放大來(lái)自相位調(diào)制路徑704的RF信號(hào)時(shí)，最終的輸出信號(hào)是由波形發(fā)生器702產(chǎn)生的原始波形，但是此處的RF載波信號(hào)頻率是f0。
為了維持可靠地重現(xiàn)從波形發(fā)生器702到輸出712的信號(hào)，在幅度調(diào)制過(guò)程中需要不斷地校正非線性。用一個(gè)功率檢測(cè)器732測(cè)量功率放大器722輸出端的功率電平。用一個(gè)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器734對(duì)功率信號(hào)采樣。變換框736通過(guò)取平方根并且按照常數(shù)將其定標(biāo)在適當(dāng)?shù)碾娖蕉鴮⒐β孰娖阶儞Q成幅度，這樣就能在框738中與理想幅度相比較?？?38將來(lái)自框710的理想幅度和來(lái)自框736的測(cè)量幅度相比較，為理想幅度的特定電平計(jì)算成一個(gè)新的校正值。如果它與為了控制信號(hào)A(t)的特定值預(yù)先存儲(chǔ)的值截然不同，就將這一新值插入框724中的校正表。
在溫度變化條件，功率放大器負(fù)載，電池電壓等等的范圍內(nèi)維持框724的校正表。維持框724的校正表的最簡(jiǎn)單的方法是降低采樣速率。
為了提供閉環(huán)相位校正，在功率放大器722的輸出端同樣連接一個(gè)限幅器740。限幅器740很少有幅度到相位的轉(zhuǎn)換，消除由功率放大器722帶來(lái)的幅度調(diào)制。相位比較器742將實(shí)際相位調(diào)制與來(lái)自振蕩器718的理想相位調(diào)制相比較，計(jì)算出一個(gè)Δ相位，如果它與為了相位調(diào)制控制信號(hào)的特定值而預(yù)先存儲(chǔ)的值截然不同，就提供給框744用來(lái)計(jì)算準(zhǔn)備插入框714的校正表中的校正值。
參見(jiàn)圖10，在圖中表示了按照本發(fā)明另一實(shí)施例的一種發(fā)射機(jī)放大器電路800。放大器電路800使用的許多元件與上文中參照?qǐng)D9所述的放大器電路700中的元件實(shí)質(zhì)上是相同的。為了簡(jiǎn)化對(duì)這些元件采用了相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。對(duì)于大體上相似的元件用800系列的對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
在圖10的實(shí)施例中，幅度調(diào)制路徑706是相同的。圖中表示了修改的相位調(diào)制路徑804。來(lái)自幅角函數(shù)框708的理想相位調(diào)制信號(hào)被輸入到一個(gè)變換框816，將相位調(diào)制信號(hào)變換成一組二進(jìn)制控制信號(hào)Zi(t)用來(lái)控制分頻器846的約數(shù)。分頻器846的輸入是來(lái)自限幅器740的測(cè)量的相位。分頻器846的輸出被提供給一個(gè)相位檢測(cè)器848。相位檢測(cè)器848也連接到一個(gè)系統(tǒng)參考振蕩器850。相位檢測(cè)器848的輸出提供給PLL環(huán)路濾波器852，再由它提供給一個(gè)VCO 854。VCO 854的輸出提供給RF驅(qū)動(dòng)級(jí)720。相位檢測(cè)器848的輸出還提供給一個(gè)檢測(cè)鎖856用來(lái)控制連接到功率放大器722輸出端的一個(gè)開(kāi)關(guān)858。
圖10的放大器電路800利用后功率放大器相位而不是VCO 854的輸出作為除法器846的輸入。這是為了用一個(gè)更大的環(huán)路來(lái)根除功率放大器722引入的相位調(diào)制。然而，當(dāng)這種電路失鎖時(shí)，就會(huì)形成帶外。開(kāi)關(guān)858在自鎖期間阻止信號(hào)廣播。這種放大器電路800特別適合低功率應(yīng)用的場(chǎng)合。
從圖中可見(jiàn)，圖1的放大器電路20表示一種基本的發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)，它根據(jù)幅度調(diào)制控制信號(hào)來(lái)校正相位調(diào)制控制信號(hào)，可以校正功率放大器的幅度調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。圖2-7，9和10表示其他的發(fā)射機(jī)放大器電路設(shè)計(jì)，在其中采用了同樣的基本方法及進(jìn)一步的變更。
正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知，本發(fā)明可以體現(xiàn)為方法或是裝置。因此，本發(fā)明可以采取完全硬件的實(shí)施例，完全軟件的實(shí)施例，或者是硬件和軟件組合的實(shí)施例。
本發(fā)明是參照著框圖的形式來(lái)說(shuō)明的。顯而易見(jiàn)，有許多框都可以用計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以將這些代表步驟的程序指令提供給一個(gè)處理器構(gòu)成一種機(jī)器設(shè)備。
圖中的各個(gè)框可以支持執(zhí)行具體功能的裝置的組合以及執(zhí)行具體功能的步驟的組合。顯而易見(jiàn)的是，圖中的每一個(gè)框及其在圖中的組合都可以由執(zhí)行具體功能或步驟的專(zhuān)用的硬件式系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者是專(zhuān)用硬件和計(jì)算機(jī)指令的組合。
因此，本發(fā)明提供了一種RF放大器電路，它根據(jù)幅度調(diào)制控制信號(hào)來(lái)校正相位調(diào)制控制信號(hào)，從而校正功率放大器的幅度調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
權(quán)利要求
1.一種RF放大器包括用來(lái)產(chǎn)生代表RF信號(hào)的理想相位調(diào)制的相位調(diào)制指令以及代表RF信號(hào)的理想幅度調(diào)制的幅度調(diào)制指令的指令裝置；一個(gè)振蕩器，它根據(jù)相位調(diào)制指令產(chǎn)生一個(gè)相位調(diào)制的RF輸入信號(hào)；一個(gè)功率放大器，接收RF輸入信號(hào)并且根據(jù)幅度調(diào)制指令放大這一RF輸入信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)RF輸出信號(hào)；操作性與振蕩器相聯(lián)系的調(diào)制控制，該調(diào)制控制包括用來(lái)存儲(chǔ)相位校正信息的相位存儲(chǔ)裝置，使幅度調(diào)制指令與相位調(diào)制誤差相互關(guān)聯(lián)，以及用來(lái)根據(jù)相位調(diào)制誤差改變相位調(diào)制指令的相位控制裝置，以校正由功率放大器的幅度調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
2.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征在于相位控制裝置包括一個(gè)加法器，用來(lái)將相位調(diào)制指令與相位調(diào)制誤差相加并且將和輸入給振蕩器。
3.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征在于調(diào)制控制包括一個(gè)編程處理器。
4.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征在于相位存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)一個(gè)將幅度調(diào)制指令與相位調(diào)制指令相互關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)函數(shù)。
5.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征在于相位存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)一個(gè)幅度調(diào)制指令值對(duì)相位調(diào)制指令值的關(guān)系表。
6.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征是進(jìn)一步包括用來(lái)確定RF輸出信號(hào)的實(shí)際相位調(diào)制的裝置，而其中的調(diào)制控制利用受監(jiān)視的RF輸出信號(hào)相位調(diào)制和理想的相位調(diào)制周期性地更新相位校正信息。
7.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征是進(jìn)一步包括用來(lái)確定RF輸出信號(hào)的實(shí)際相位調(diào)制的裝置，其中的調(diào)制控制將實(shí)際相位調(diào)制與相位調(diào)制誤差相比較，從而改變相位調(diào)制指令。
8.按照權(quán)利要求7的RF放大器，其特征是控制裝置包括一個(gè)加法器，用來(lái)將相位調(diào)制指令和實(shí)際相位調(diào)制與相位調(diào)制誤差的比較輸出求和。
9.按照權(quán)利要求1的RF放大器，其特征是進(jìn)一步包括幅度存儲(chǔ)裝置，用來(lái)存儲(chǔ)將RF輸出信號(hào)的實(shí)際幅度相對(duì)于理想幅度調(diào)制關(guān)聯(lián)的幅度校正信息，以及幅度控制裝置，它根據(jù)按照幅度校正信息修改的幅度調(diào)制指令來(lái)改變功率放大器電源電壓。
10.按照權(quán)利要求9的RF放大器，其特征是調(diào)制控制根據(jù)按照幅度校正信息修改的幅度調(diào)制指令來(lái)確定相位調(diào)制誤差。
11.按照權(quán)利要求9的RF放大器，其特征是進(jìn)一步包括用來(lái)監(jiān)視RF輸出信號(hào)幅度的裝置。
12.按照權(quán)利要求11的RF放大器，其特征是第二控制裝置利用監(jiān)視的RF輸出信號(hào)和理想幅度調(diào)制周期性地更新幅度校正信息。
13.按照權(quán)利要求11的RF放大器，其特征是幅度控制裝置根據(jù)監(jiān)視的幅度和幅度調(diào)制指令之間的差改變功率放大器電源電壓。
14.按照權(quán)利要求9的RF放大器，其特征是振蕩器包括一個(gè)相位調(diào)制電壓控制振蕩器。
15.用來(lái)產(chǎn)生兼?zhèn)湎辔缓头日{(diào)制的RF信號(hào)的一種方法，該方法包括以下步驟產(chǎn)生代表RF信號(hào)的理想相位調(diào)制的相位調(diào)制指令；產(chǎn)生代表RF信號(hào)的理想幅度調(diào)制的幅度調(diào)制指令；移動(dòng)RF信號(hào)的相位，提供一個(gè)根據(jù)相位調(diào)制指令相位調(diào)制的RF輸入信號(hào)；根據(jù)幅度調(diào)制放大RF輸入信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)RF輸出信號(hào)；存儲(chǔ)將幅度調(diào)制指令和相位調(diào)制誤差相關(guān)的相位校正信息；以及根據(jù)相位調(diào)制誤差改變相位調(diào)制指令，以校正由RF輸入信號(hào)的幅度調(diào)制所產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征是改變步驟包括將相位調(diào)制指令與相位調(diào)制誤差相加的步驟，并且將和用于振蕩RF信號(hào)。
17.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于存儲(chǔ)步驟包括存儲(chǔ)一個(gè)將幅度調(diào)制指令與相位調(diào)制指令相互關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)函數(shù)。
18.按照權(quán)利要求15的方法，其特征在于存儲(chǔ)步驟包括存儲(chǔ)一個(gè)幅度調(diào)制指令值對(duì)相位調(diào)制指令值的關(guān)系表。
19.按照權(quán)利要求15的方法，其特征是進(jìn)一步包括確定RF輸出信號(hào)的實(shí)際相位調(diào)制的步驟，并且用受監(jiān)視的RF輸出信號(hào)相位調(diào)制和理想的相位調(diào)制周期性地更新相位校正信息。
20.按照權(quán)利要求15的方法，其特征是進(jìn)一步包括確定RF輸出信號(hào)的實(shí)際相位調(diào)制的步驟，并且將實(shí)際相位調(diào)制與相位調(diào)制誤差相比較，從而改變相位調(diào)制指令。
21.按照權(quán)利要求20的方法，其特征是改變步驟包括將相位調(diào)制指令和實(shí)際相位調(diào)制與相位調(diào)制誤差的比較輸出求和。
22.按照權(quán)利要求15的方法，其特征是進(jìn)一步包括存儲(chǔ)將RF輸出信號(hào)的實(shí)際幅度和理想幅度調(diào)制相關(guān)的幅度校正信息的步驟，并且根據(jù)按照幅度校正信息修改的幅度調(diào)制指令來(lái)改變功率放大器電源電壓。
23.按照權(quán)利要求22的方法，其特征是根據(jù)按照幅度校正信息修改的幅度調(diào)制指令來(lái)改變相位調(diào)制指令。
24.按照權(quán)利要求22的方法，其特征是進(jìn)一步包括監(jiān)視RF輸出信號(hào)幅度的步驟。
25.按照權(quán)利要求24的方法，其特征是進(jìn)一步包括利用監(jiān)視的RF輸出信號(hào)和理想幅度調(diào)制周期性地更新幅度校正信息的步驟。
26.按照權(quán)利要求24的方法，其特征是根據(jù)監(jiān)視的幅度和幅度調(diào)制指令之間的差改變放大器電源電壓。
全文摘要
用于發(fā)射機(jī)的一種RF放大器產(chǎn)生一個(gè)代表RF信號(hào)的理想相位調(diào)制的相位調(diào)制指令和一個(gè)代表RF信號(hào)的理想幅度調(diào)制的幅度調(diào)制指令。一個(gè)振蕩器,它根據(jù)相位調(diào)制指令產(chǎn)生一個(gè)相位調(diào)制的RF輸入信號(hào)。一個(gè)功率放大器接收RF輸入信號(hào)并且根據(jù)幅度調(diào)制指令放大這一RF輸入信號(hào),產(chǎn)生一個(gè)RF輸出信號(hào)。將調(diào)制控制的操作與振蕩器相聯(lián)系。調(diào)制控制包括用來(lái)存儲(chǔ)相位校正信息的相位存儲(chǔ)器,使幅度調(diào)制指令與相位調(diào)制誤差相互關(guān)聯(lián),以及用來(lái)根據(jù)相位調(diào)制誤差改變相位調(diào)制指令的相位控制裝置,以校正由功率放大器的幅度調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)意識(shí)的相位誤差。
文檔編號(hào)H04B1/04GK1329773SQ99814161
公開(kāi)日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年11月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月7日
發(fā)明者小W·O·坎普, J·A·施朗, C·戈雷, J·曼尼爾斯特拉勒 申請(qǐng)人:艾利森公司