專(zhuān)利名稱(chēng):低失真放大器的集成隨板自動(dòng)校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及低失真高頻放大器領(lǐng)域,更具體地涉及用于低失真高頻放大器的集成隨板自動(dòng)校準(zhǔn)電路。
在放大具有多音的高頻輸入信號(hào)時(shí),諸如放大無(wú)線通信應(yīng)用中所存在的信號(hào)時(shí),通常會(huì)產(chǎn)生出不需要的互調(diào)頻率成分,導(dǎo)致輸出信號(hào)(也即是放大的輸入信號(hào))的失真。產(chǎn)生的失真一般稱(chēng)為互調(diào)失真(IMD),它是不需要的,必須予以消除以獲得無(wú)失真的輸出信號(hào)。最近,已開(kāi)發(fā)出解決IMD問(wèn)題的低失真放大器,它們能在放大多音信號(hào)的同時(shí)顯著地消除輸出信號(hào)中的互調(diào)失真。
圖1示明一個(gè)低失真放大器電路10,它能放大多音調(diào)的輸入信號(hào)RF_In。(射頻入),同時(shí)可顯著地使輸出信號(hào)RF_Out(射頻出)中互調(diào)失真最小。電路10中包括包含有第一衰減器32、移相器34和放大器36的第一放大器電路30,包含有第二衰減器22、移相器24和放大器26的第二放大器電路20。電路10中還包括第三和第四衰減器12、44,第三移相器46,四個(gè)耦合器14、18、42、52,以及兩個(gè)延時(shí)電路16、48。
第三衰減器12的輸入端被連接用于接收輸入信號(hào)RF_In。第三衰減器12內(nèi)有一個(gè)控制變量AttIn(輸入衰減),它能用來(lái)調(diào)節(jié)電路10的總增益的(下面將參照?qǐng)D3a-3c進(jìn)行說(shuō)明)。第三衰減器12的輸出連接至第一耦合器14的一個(gè)輸入端口上。耦合器14構(gòu)造成一個(gè)10dB的功率分路器,它典型地為一個(gè)常規(guī)的平行耦合線型耦合器,耦合線從耦合器14的一個(gè)直接端口和一個(gè)耦合端口上抽取功率。耦合器14的直接端口連接至第一延時(shí)電路16的輸入端上。耦合器14的耦合端口連接至第一放大器電路30內(nèi)第一衰減器32的輸入端上。第一延時(shí)電路16的輸出連接至第二耦合器18輸入端口上,耦合器18構(gòu)造成一個(gè)10dB的減除裝置(也即如下面將詳細(xì)說(shuō)明那樣,它從信號(hào)S2中減除信號(hào)S5)。第二耦合器18典型地為一個(gè)常規(guī)的平行耦合線型耦合器。耦合器18的直接端口連接至第二放大器電路20內(nèi)第二衰減器22的輸入端上。
第二衰減器22的輸出連接至第二移相器24的輸入端上。第二移相器24的輸出連接至第二放大器26的輸入端上。放大器36典型地為一個(gè)常規(guī)的、工作于A、AB或B類(lèi)狀態(tài)的高頻放大器,具有大約30dB的的增益GainA,可產(chǎn)生出50W左右的輸出功率。第二放大器26的輸出連接至第四耦合器52的耦合端口上,耦合器52構(gòu)造成一個(gè)3dB組合器。第四耦合器52可以是一個(gè)帶有合適的相位調(diào)整的、常規(guī)的Wilkinson耦合器。
第一衰減器32的輸出連接至第一移相器34的輸入端上。第一移相器34的輸出連接至第一放大器36的輸入端上。第一放大器26典型地為一個(gè)常規(guī)的、工作于A、AB和B類(lèi)狀態(tài)的高頻放大器,具有大約30dB的增益GainB,可產(chǎn)生出50W左右的輸出功率。第一放大器36的輸出連接至第三耦合器42的輸入端口上,耦合器42構(gòu)造成一個(gè)常規(guī)的30dB分路器。第三耦合器42的直接端口連接至第二延時(shí)電路48的輸入端上,而第二延時(shí)電路的48的輸出連接至第四耦合器52的直接端口上。第三耦合器42的耦合端口連接至第四衰減器44的輸入端上。第四衰減器44的輸出連接至第三移相器46的輸入端上。第三移相器46的輸出連接至第二耦合器18的耦合端口上。
工作中,所加的輸入信號(hào)RF_In由第一衰減器12衰減,然后由第一耦合器14分路成兩個(gè)信號(hào)S1、S2。通常,RF_In是一個(gè)多音的高頻信號(hào),它由第一基本頻率和頻率高于第一基本頻率的第二基本頻率兩者的正弦成分組成。盡管電路10能夠以更低些或更高些的頻段應(yīng)用于其它用途中,但這里的兩個(gè)頻率都處在標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信頻段內(nèi)(例如,800MHz至960MHz)。
信號(hào)S1加到第一放大器電路30上,在那里放大后,于第一放大器36的輸出端形成放大的信號(hào)S3。信號(hào)S3中會(huì)包含某些不需要的互調(diào)失真產(chǎn)物(IMD),它們與所需的信號(hào)射頻部分同相。然后,信號(hào)S3輸入至第三耦合器42,由此輸出代表已放大信號(hào)S3的兩個(gè)信號(hào)S4、S8。信號(hào)S4經(jīng)第四衰減器44的衰減以及第三移相器46的移相180°,形成信號(hào)S5。信號(hào)S5將與延時(shí)的信號(hào)S2(后面說(shuō)明)反相180°,但其射頻部分幅度小。信號(hào)S5加到第二耦合器18上。信號(hào)S8加到第二延時(shí)電路48上,引入一個(gè)延時(shí),因此,向第四耦合器52輸出延時(shí)的信號(hào)S8。信號(hào)S8中將包含一個(gè)所需射頻部分和一個(gè)非所需的IMD部分。
信號(hào)S2加到第一延時(shí)電路16上,引入一個(gè)延時(shí),因此,向第二耦合器18輸出延時(shí)的信號(hào)S2。這個(gè)延時(shí)保證了信號(hào)S2和S5于同一時(shí)間到達(dá)第二耦合器18上。第二耦合器18的輸出信號(hào)S6代表了信號(hào)S2與信號(hào)S5之相減。這里,僅僅一小部分射頻信號(hào)S5因第二耦合器18而被減去。信號(hào)S6射頻部分與信號(hào)S1射頻部分幅度大致相等,但相位反相180°。由于信號(hào)S2中不包含IMD,不發(fā)生IMD的抵消作用,所以信號(hào)S6中還包含有來(lái)自信號(hào)S5的一部分IMD。信號(hào)S6由第二放大器電路20放大后形成信號(hào)S7,加到第四耦合器52上。在信號(hào)S6中的IMD部分將受到由第二放大器26引入的新IMD部分的衰減。因此,信號(hào)S7中包含的IMD部分將與信號(hào)S8中的IMD部分幅度相等,相位反相180°。然而,信號(hào)S7的射頻部分將與信號(hào)S8的射頻部分同相。
兩個(gè)信號(hào)S8和S7中所需的射頻信號(hào)部分相互同相地呈現(xiàn)在第四耦合器52上,因此,由第四耦合器52以高增益組合(相對(duì)于輸入信號(hào)RF_In的電平),形成RF_Out。信號(hào)S8中的IMD部分與信號(hào)S7中的IMD部分是幅度相等而相位相互反相180°的,因此,實(shí)質(zhì)上消除了IMD。由此,電路10具有大的輸出功率增益,且互調(diào)失真實(shí)質(zhì)上極小。
為使電路10正常地工作,必須合適地平衡好衰減器22、32、44和移相器24、34、46。每個(gè)衰減器22、32、44分別具有控制變量AttA、AttB、AttF,它們能由系統(tǒng)用戶予以設(shè)定。類(lèi)似地,每個(gè)移相器24、34、46具有控制變量PhaseA、PhaseB、PhaseF,它們也能由系統(tǒng)用戶予以設(shè)定。在實(shí)驗(yàn)室中或生產(chǎn)線上,將離線實(shí)施一個(gè)專(zhuān)門(mén)的校準(zhǔn)步驟,以使這些變量得以正常的設(shè)定。為了加速生產(chǎn)時(shí)間,校準(zhǔn)通常只在一個(gè)頻率和一個(gè)溫度上進(jìn)行。所得到的變量值放置入一張查找表中,并通過(guò)映射以在其它的電路運(yùn)行范圍內(nèi)得到良好的電路性能。
然而,這種方法可能由于若干因素而發(fā)生不準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),諸如放大器電路20與30之間不等的增益、IMD性能和溫度響應(yīng)等。此外,衰減器和移相器的“雙重作用“(也即是,衰減器在衰減信號(hào)時(shí)往往也引入移相,同時(shí),移相器在移相中會(huì)改變信號(hào)的插入延滯;衰減和移相兩者都是它們之控制變量的函數(shù))有引入不合適補(bǔ)償?shù)内厔?shì),導(dǎo)致低失真放大器電路的工作效率差。因此,對(duì)于低失真高頻放大器,希望并要求有一種連續(xù)的自動(dòng)校準(zhǔn)。
此外,在希望任何的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)對(duì)放大器來(lái)說(shuō)是集成隨板式的,使得放大器平常工作期間能夠在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn),而不是要在實(shí)驗(yàn)室中或生產(chǎn)線上實(shí)施校準(zhǔn)。因此,對(duì)于低失真高頻放大器,希望并要求有一種集成隨板的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明對(duì)于低失真高頻放大器提供出一種連續(xù)自動(dòng)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明對(duì)于低失真高頻放大器還提供一種集成隨板校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。
通過(guò)對(duì)低失真放大器集成入一個(gè)優(yōu)化電路來(lái)實(shí)現(xiàn)放大器的自動(dòng)校準(zhǔn),可以獲得本發(fā)明的上述和其它的特性和優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)化電路中包含一個(gè)抽取電路,它設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)下的放大器抽取出表明其工作的各種信號(hào)。由一個(gè)控制電路應(yīng)用接收自該抽取電路的信息以決定合適的控制變量的設(shè)定,用于當(dāng)前工作狀態(tài)下放大器的關(guān)鍵部件上。優(yōu)化電路可確保放大器輸出具有所需的信號(hào)電平,并又確保在所有的工作狀態(tài)下放大器輸出具有最小的互調(diào)失真或沒(méi)有互調(diào)失真。
通過(guò)參照下面給出的附圖,從本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中可以明白地了解本發(fā)明之上述的和其它的優(yōu)點(diǎn)和特性。附圖中,圖1是一個(gè)電路圖,示明了一個(gè)低失真的放大器電路;圖2是一個(gè)電路圖,示明了具有按照本發(fā)明之結(jié)構(gòu)的隨板自動(dòng)校準(zhǔn)的一個(gè)低失真放大器電路;圖3a-3c以流程圖形式示明一個(gè)實(shí)例的自動(dòng)方法,用于對(duì)圖2中示明的低失真放大器電路進(jìn)行校準(zhǔn);以及圖4是一個(gè)高度概括的方框圖,示明一個(gè)實(shí)例系統(tǒng),它利用了圖2示明的低失真放大器電路。
現(xiàn)在,參看這些附圖,那里,類(lèi)似的參考號(hào)數(shù)指明了類(lèi)同的單元;圖2中所示明的電路100是具有按照本發(fā)明原理構(gòu)成的隨板自動(dòng)校準(zhǔn)的一個(gè)低失真放大器。電路100中包括一個(gè)以10′標(biāo)記的修正的圖1電路、一個(gè)指示信息抽取電路101和一個(gè)控制電路200。控制電路200和抽取電路101組成一個(gè)優(yōu)化電路,下面將會(huì)說(shuō)明,優(yōu)化電路實(shí)現(xiàn)了放大器電路10′的自動(dòng)校準(zhǔn),因此,確保電路100的輸出RF_Out具有所需的電平,并確保該輸出在所有工作狀態(tài)下具有最小的互調(diào)失真或沒(méi)有互調(diào)失真。
電路10′與上面說(shuō)明的圖1本質(zhì)上相同,只有兩點(diǎn)除外。第一,它不是直接連接到輸入信號(hào)RF_In上,而是將第三衰減器12的輸入連接到輸出自第五耦合器102的信號(hào)IN1上;耦合器102構(gòu)造成一個(gè)10dB分路器,將輸入信號(hào)RF_In分路成兩個(gè)信號(hào)IN1和IN2。第二,輸出自第四耦合器52之隔離端口的信號(hào)S10(在圖1的電路10中它未應(yīng)用)由抽取電路101加以應(yīng)用,使電路100優(yōu)化(在下面詳細(xì)說(shuō)明)。因此,電路10′將接收一部分輸入信號(hào)IN1,產(chǎn)生出所需的輸出RF_Out,其中沒(méi)有互調(diào)失真或只有最小的互調(diào)失真(參見(jiàn)關(guān)于圖1的上面的說(shuō)明)。
抽取電路101中包含第五和第六耦合器102、120,延時(shí)電路104,放大器106,四個(gè)二極管110、124、132、142,四個(gè)模數(shù)變換器(ADC)112、126、134、144,衰減器128,取樣電阻150,五個(gè)旁路電阻122、130、140、152、108,以及一個(gè)功率分配電路154。
第五耦合器102的輸入端被連接用于接收輸入信號(hào)RF_In。第五耦合器102構(gòu)造成一個(gè)10dB功率分路器。耦合器102可以是一個(gè)常規(guī)的平行耦合線型耦合器。耦合器102的直接端口連接到放大器電路10′中衰減器12的輸入端上。耦合器102的耦合端口連接到第三延時(shí)電路104的輸入端上。
延時(shí)電路104的輸出連接到第三放大器106的輸入端上。放大器106的輸出連接到電阻108和第一二極管110的并聯(lián)組合上。放大器106的輸出還連接到第六耦合器120的耦合端口上;耦合器120構(gòu)造成一個(gè)3dB組合器。二極管110的輸出連接到ADC112的輸入端上。ADC112的輸出連接到控制電路200的一個(gè)輸入端上。
電路10′中第四耦合器52的隔離端口連接到第二二極管132上。第二二極管132的輸出連接到第二ADC134的輸入端上。另有旁路電阻132連接在地電位與第二二極管132輸入端之間。ADC134的輸出連接到控制電路200的一個(gè)輸入端上。
取樣電阻150連接在第五耦合器52的輸出端口RF_Out與功率分配電路154的輸入端之間。取樣電阻150的值較高,它不影響輸出傳輸線的工作。取樣電阻150的一個(gè)實(shí)例數(shù)值大約是1kΩ。數(shù)值比之取樣電阻150小得多的一個(gè)旁路電阻152連接在取樣電阻150與地電位之間。當(dāng)取樣電阻150的值例如為9kΩ時(shí),旁路電阻152的值將大約是50Ω。功率分配電路154可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的電阻網(wǎng)絡(luò)功率的分配器,或者可以是一個(gè)3dB耦合器。
功率分配電路154的一個(gè)輸出連接到第三二極管142的輸入端上。第三二極管142的輸出連接到第三ADC144的輸入端上。另有旁路電阻140連接在地電位與第三二極管142輸入端之間。ADC144的輸出連接到控制電路200的一個(gè)輸入端上。
功率分配電路154的第二輸出連接到第五衰減器128輸入端上。第五衰減器128的輸出連接到耦合器120的直接端口上。耦合器120的輸入端口直接連接到第四二極管124上。二極管124的輸出連接到第四ADC126的輸入端上。另有旁路電阻122連接在地電位與第四二極管124輸入端之間。ADC126的輸出連接到控制電路200的一個(gè)輸入端上。
工作中,輸入信號(hào)RF_In加到第五耦合器102的輸入端上,耦合器102向放大器電路10′中的第三衰減器12輸出信號(hào)IN1,向第三延時(shí)電路104輸入信號(hào)IN2。由放大器電路10′如上面對(duì)圖1那樣所述地將第一信號(hào)IN1進(jìn)行放大,得到所需的輸出RF_Out。RF_Out由取樣電阻150取樣,產(chǎn)生出信號(hào)S11;取樣電阻150與旁路電阻152相連接而起到一個(gè)22dB衰減器的作用。信號(hào)S11加到功率分配電路154上,被分路成兩個(gè)信號(hào)PS1和PS2。PS1和PS2兩個(gè)信號(hào)都代表了被取樣的RF_0ut信號(hào)。
PS2輸出信號(hào)加到第三ADC144(經(jīng)由二極管142)上。第三ADC144使PS2信號(hào)數(shù)字化,成為A/D3,傳送至控制電路200上。A/D3信號(hào)是電路100輸出信號(hào)RF_Out之當(dāng)前RF(射頻)值的數(shù)字表示,它將由控制電路200應(yīng)用來(lái)合適地設(shè)定控制變量AttA、AttB、AttF、PhaseA、PhaseB、PhaseF。功率分配電路154的另一個(gè)輸出也即信號(hào)PS1加到耦合器120的直接端口(經(jīng)由衰減器128)上;耦合器120起到一個(gè)3dB組合器的作用。
信號(hào)IN2代表了輸入信號(hào)RF_In,它由第三延時(shí)電路104延時(shí)和放大器106放大,形成信號(hào)S14。信號(hào)S14加到耦合器120的耦合端口上。如果信號(hào)S14和PS1的相位正確,兩個(gè)信號(hào)將抵消。來(lái)自耦合器120的任何輸出信號(hào)S13代表了放大器電路10′的總IMD。信號(hào)S13加到第四ADC126(經(jīng)由二極管124)上。第四ADC126使信號(hào)S13數(shù)字化,成為信號(hào)A/D1,傳送至控制電路200上。若輸入信號(hào)RF_In是一個(gè)CDMA信號(hào),則當(dāng)輸入信號(hào)RF_In為多音信號(hào)或頻譜再生長(zhǎng)(spectral regrowth)時(shí),A/D1信號(hào)是電路10′輸出IMD之當(dāng)前值的數(shù)字表示。A/D1將由控制電路200應(yīng)用來(lái)合適地設(shè)定控制變量AttA、AttB、AttF、PhaseA、PhaxeB、PhaseF。
輸出自第四耦合器52隔離端口的信號(hào)S10起指示的作用,指明第一和第二放大器電路20、30有等同的增益。也就是,如果第一和第二放大器電路20、30有相同的增益,則信號(hào)S10將為最小值。類(lèi)似地,當(dāng)?shù)谝缓偷诙糯笃麟娐?0、30的增益變得愈加不相等時(shí),信號(hào)S10將趨向最大值。信號(hào)S10加到第二ADC134(經(jīng)由二極管132)上。第二ADC134使信號(hào)S10數(shù)字化,成為信號(hào)A/D2,傳送至控制電路200上。A/D2信號(hào)是“等同增益”的數(shù)字表示,指明第一和第二放大器電路20、30的工作。如前面所指出,當(dāng)兩個(gè)增益相等時(shí),信號(hào)A/D2將為最小值。A/D2將由控制電路應(yīng)用來(lái)合適地設(shè)定控制變量AttA、AttB、AttF、PhaseA、PhaxeB、PhaseF。
信號(hào)S14也加到第一ADC112(經(jīng)由二極管110)上。第一ADC112使信號(hào)S14數(shù)字化,成為信號(hào)A/D4,傳送至控制電路200上。A/D4信號(hào)是輸入信號(hào)RF_In之當(dāng)前RF(射頻)值的數(shù)字表示,將由控制電路200應(yīng)用來(lái)合適地設(shè)定控制變量AttIn。
控制電路200可以是一個(gè)連接于或是具有存儲(chǔ)電路202的處理器204。控制電路2 00上輸入來(lái)自抽取電路101的信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3和A/D4,輸出各控制信號(hào)“Control”,用于設(shè)定放大器電路10′的各個(gè)控制變量AttIn、AttA、AttB、AttF、PhaseA、PhaxeB、PhaseF,使得電路100的輸出具有所需的信號(hào)電平,并且確保在所有的工作狀態(tài)下輸出信號(hào)中不包含互調(diào)失真或只有最小的互調(diào)失真(下面將參照?qǐng)D3a-3c予以詳細(xì)說(shuō)明)。應(yīng)當(dāng)理解到,控制電路200也可以用硬件或是專(zhuān)用集成電路(ASIC)或是硬件和軟件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖3a-3c以流程圖形式示明一種實(shí)例的自動(dòng)方法300,用于對(duì)具有隨板自動(dòng)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)(如圖2中所示)的低失真放大器電路100進(jìn)行校。下面將說(shuō)明,方法300可監(jiān)測(cè)A/D1信號(hào)(反映輸出IMD)和A/D2(反映第一和第二放大器電路20、30增益相等性)的值,以確定電路100(圖2)的正確校準(zhǔn)。當(dāng)信號(hào)A/D1和A/D2都處于預(yù)定的最小值時(shí),就達(dá)到了正確校準(zhǔn)。信號(hào)A/D3用來(lái)將輸出功率調(diào)整到一個(gè)固定電平上,以確保不發(fā)生因輸出功率不足夠而造成的虛假I(mǎi)MD。信號(hào)A/D3和A/D4最終應(yīng)用來(lái)調(diào)整好電路100(圖2)最后的增益設(shè)定(對(duì)于第三衰減器12是經(jīng)由AttIn的控制設(shè)定值的)。也就是,A/D3減去A/D4將給出電路100的當(dāng)前增益,然后可將它與所需增益進(jìn)行比較。為達(dá)到所需增益而要求的任何調(diào)整,均由調(diào)整AttIn來(lái)作出。
方法300中利用了修正的單工(simplex)方法技術(shù)來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整各個(gè)控制設(shè)定值,這是所希望的。簡(jiǎn)要地說(shuō),如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)眾所周知,單工方法是調(diào)整變量(例如電路100的控制變量設(shè)定值)的一種步驟,借以對(duì)這些變量尋找出使系統(tǒng)達(dá)到最佳可能結(jié)果的設(shè)定值(例如,合適的放大率以使第一和第二放大器電路的增益相等,以及輸出信號(hào)RF_Out中IMD最小)。單工方法能處理的無(wú)數(shù)的變量。對(duì)于圖2中所示明的電路100來(lái)說(shuō),變量可包含控制變量AttA、AttB、AttF、PhaseA、PhaxeB和PhaseF中的任一個(gè)或者全部。
如本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所知道的,單工方法自一個(gè)初始值的V+1次測(cè)試或嘗試開(kāi)始,這里,V表示的要進(jìn)行調(diào)整以下達(dá)到最佳可能結(jié)果的變量的數(shù)目。因此,如果有兩個(gè)變量要予以調(diào)整時(shí),則將有三次初始測(cè)試。每次測(cè)試對(duì)于至少一個(gè)變量或者每個(gè)變量之任一個(gè)應(yīng)包括有不同的設(shè)定值。每次測(cè)試的諸設(shè)定值相互之間應(yīng)充分地散布開(kāi),以使得初始測(cè)試中能包羅到大范圍的設(shè)定值。各次初始測(cè)試組成了“單工”。
在各次初始測(cè)試已運(yùn)行以及對(duì)結(jié)果作出分析之后,對(duì)于結(jié)果最不有利的個(gè)別測(cè)試加以剔除,代之以具有不同的變量設(shè)定值的一個(gè)新測(cè)試。因此,始終存在V+1次測(cè)試結(jié)果。對(duì)新的測(cè)試的變量進(jìn)行計(jì)算,“反射”入源來(lái)的單工中,而變量的選擇通常是針對(duì)那些導(dǎo)致不希望結(jié)果的變量的。運(yùn)行新的測(cè)試,并確定出新的最不有利的結(jié)果,V+1個(gè)測(cè)試之一例被另一個(gè)新的測(cè)試取代。這種步驟繼續(xù)下去,直至得到所需的結(jié)果。在得到所希望結(jié)果之后,單工方法結(jié)束,并將產(chǎn)生的、所需結(jié)果的變量定值予以保存,隨后由系統(tǒng)中以應(yīng)用。
參看圖3a-3c所示之實(shí)例的自動(dòng)方法300,它用來(lái)校準(zhǔn)低失真放大器電路100(示明于圖2)。方法300由控制電路200(圖2)實(shí)施。這是所希望的。如果控制電路200的實(shí)現(xiàn)中采用了與存儲(chǔ)電路202相通信的一個(gè)處理器204,則方法300可以由處理器204執(zhí)行一種軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。方法300的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)電路202中。然而,應(yīng)當(dāng)理解到,方法300和控制電路200也可以用硬件、ASIC或是硬件與軟件的任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn),并且本發(fā)明的方法300并不限制于是由微處理器執(zhí)行的軟件。方法300可以在現(xiàn)場(chǎng)中運(yùn)行,使得電路100能對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)的進(jìn)行校準(zhǔn)。這樣,諸如工作溫度之類(lèi)的因素在實(shí)施方法300期間可以顧及到。
在此示例方法300中,為了便于說(shuō)明,只應(yīng)用了控制變量PhaseA、PhaxeB和PhaseF三者。但應(yīng)理解到,方法300可以處理控制變量AttA、AttB、AttF、PhaseA、PhaxeB和PhaseF的任何組合。對(duì)于方法300不進(jìn)行處理的控制變量,可根據(jù)過(guò)去的校準(zhǔn)(也即根據(jù)經(jīng)驗(yàn))設(shè)定于默認(rèn)值上。變量PhaseA、PhaseB和AttF在這里將共同地稱(chēng)之為“V”。在步驟302上,將選定的控制變量PhaseA、PhaseB和AttF預(yù)置于初始值上,從而電路100可以運(yùn)行。這些初始值例如可以是每個(gè)變量的中間范圍值,或者是根據(jù)過(guò)去的校準(zhǔn)(也即是經(jīng)驗(yàn))所選定的某個(gè)其它值。PhaseA和PhaseB的設(shè)定值單位為度/伏,AttF的設(shè)定值單位為增益/伏。在步驟304上,設(shè)定控制變量V的范圍,使得方法300只選擇處在每個(gè)變量范圍內(nèi)的值。各控制變量V的范圍可共同地稱(chēng)之為“Vr”。
在步驟306上,選定所需的或即門(mén)限值功率Pt以及所需的或即門(mén)限值IMD PtInd。門(mén)限值功率Pt代表了放大器20和30(示明于圖2)有“等同增益”的最小所需值。也就是,門(mén)限值功率Pt設(shè)定于這樣一個(gè)值上,使第一和第二放大器20、30的增益實(shí)質(zhì)上相等。如上面所述,信號(hào)A/D2代表第一和第二放大器電路20、30的相等增益,并與Pt相比較以確定信號(hào)A/D2何時(shí)處于最小值。門(mén)限值IMD PtInd設(shè)定于這樣一個(gè)值上,使輸出IMD處于一個(gè)最小值上。如上面所述,信號(hào)A/D1代表電路100的輸出IMD,并與PtInd相比較以確定信號(hào)A/D1何時(shí)處于最小值。
在步驟308上,將反映出已進(jìn)行的測(cè)試次數(shù)的測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct值初始化于0上。一次測(cè)試代表了使放大器電路10′(圖2)承載一個(gè)變量集,然后,將A/D3或A/D1的功率值與門(mén)限值Pt或PtInd相比較(在下面步驟320中說(shuō)明)。循環(huán)計(jì)數(shù)器CL值也初始化于0上。在步驟310上,根據(jù)需要使方法300運(yùn)行其測(cè)試循環(huán)之次數(shù)的最大值,將循環(huán)次數(shù)界限Cn設(shè)定于該最大值上。這個(gè)界限值Cn防止了當(dāng)所需的A/D1和A/D2信號(hào)值達(dá)不到時(shí),方法300無(wú)終端地一直循環(huán)運(yùn)行下去。
在步驟312上,建立并運(yùn)行初始的K次測(cè)試,這里,K=V+1(V代表變量的數(shù)目)。由于要調(diào)整3個(gè)變量V,所以有4次初始測(cè)試。4次初始測(cè)試由4個(gè)不同的變量集表示,分別標(biāo)記為set1、set2、set3和set4。set1中包括變量PhaseA、PhaseB和AttF分別的設(shè)定值PhA1、PhB2和AtF1。類(lèi)似地,set2中包括設(shè)定值PhA2、PhB2和AtF2,set3中包括設(shè)定值PhA3、PhB3和AtF3,以及set4中包括設(shè)定值PhA4、PhB4和AtF4。在這里,各測(cè)試設(shè)定值共同地稱(chēng)之為測(cè)試設(shè)定值PhA、PhB和AtF。
當(dāng)控制電路200將控制變量PhaseA、PhaseB和AttF設(shè)定于(圖2中經(jīng)由控制信號(hào)CONTROL)處在測(cè)試集之一內(nèi)的數(shù)值上時(shí),便運(yùn)行每次測(cè)試。也就是,基于set1來(lái)運(yùn)行第一次測(cè)試,例如,PhaseA設(shè)定于PhA1,PhaseB設(shè)定于PhB1,以及AttF設(shè)定于AtF1。根據(jù)此測(cè)試中所應(yīng)用的控制設(shè)定值,抽取的信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4將指明放大器電路100(圖2)的性能。當(dāng)V+1次測(cè)試之每一個(gè)都運(yùn)行之后,將會(huì)得到抽取信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4的V+1個(gè)集合。
此時(shí),在步驟314上,可以使測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct隨之增加1。Ct的當(dāng)前值將為V+1,或者在本例中為4。在步驟316-318上,從抽取信號(hào)的4個(gè)集合中選擇出最佳功率Pb(也即具有最低值的信號(hào)A/D2),并進(jìn)行測(cè)試(也即與門(mén)限值功率Pt相比較)。在步驟320上,確定出最佳功率Pb是否小于或等于門(mén)限值功率Pt(Pt代表了對(duì)于圖2中所示放大器20和30的“等同增益”所需的最小值)。如果選擇出的最佳功率Pb小于或等于門(mén)限值的功率Pt,則方法300前進(jìn)到步驟324,在那里,對(duì)于與具有最佳功率Pb之該測(cè)試相關(guān)聯(lián)的抽取的IMD(也即信號(hào)A/D1)進(jìn)行測(cè)試(也即與門(mén)限值IMD Indt相比較)。這個(gè)抽取的IMD此后稱(chēng)為PbImd。在步驟326上,確定出PbImd是否小于或等于PtImd。如果PbImd小于或等于PtImd,則方法300已合適地校準(zhǔn)好本發(fā)明的低失真放大器電路。然后,在步驟330-334上存儲(chǔ)下在測(cè)試中所應(yīng)用的各個(gè)控制變量值,方法300結(jié)束。此時(shí),其它抽取信號(hào)A/D3和A/D4可應(yīng)用來(lái)保證電路100具有所需的增益。也就是,A/D3減去A/D4將得到電路100的當(dāng)前增益,然后將它與所需的增益進(jìn)行比較。為獲得所需增益要的任何調(diào)整,都由調(diào)整第三衰減器12(圖2)的AttIn來(lái)作出。
如果PbImd大于PtImd(步驟326),或是最佳功率Pb大于門(mén)限值功率Pt(步驟320),則方法300前進(jìn)到步驟322,確定出方法300應(yīng)否作出另一次測(cè)試循環(huán)。也就是,在步驟322上,確定出循環(huán)計(jì)數(shù)器CL是否大于或等于循環(huán)界限Cn。如果循環(huán)計(jì)數(shù)器CL大于或等于循環(huán)界限Cn,則方法300結(jié)束。否則,沒(méi)能找到所需的輸出功率和IMD電平時(shí),方法300須再運(yùn)行下去。
如果循環(huán)計(jì)數(shù)器CL小于或等于循環(huán)界限Cn(步驟322),則方法300前進(jìn)到步驟340上,在那里選擇出具有最差功率的測(cè)試集。此處,這個(gè)集稱(chēng)之為集合W,它將包含{W1,W2,W3},分別代表了形成最差功率中的測(cè)試設(shè)定值,即PhA,PhB和AtF的設(shè)定值。
此時(shí),方法300實(shí)施常規(guī)的單工方法處理,以新的測(cè)試集來(lái)取代最差情況的集合W。在步驟342上,計(jì)算包含有{C1,C2,C3}的一個(gè)均值(centroid)集C,{C1,C2,C3}代表了在各次測(cè)試中所用的每次測(cè)試設(shè)定值PhA,PhB和AtF的各個(gè)均值。其中,C1代表測(cè)試設(shè)定值PhA的均值,設(shè)置于∑4x=14PhAx/4上;C2代表測(cè)試設(shè)定值PhB的均值,設(shè)置于∑4x=14PhBx/4上;C3代表測(cè)試設(shè)定值A(chǔ)tF的均值,設(shè)置于∑4x=14AtFx/4上。
計(jì)算出均值C之后,在步驟344上,計(jì)算反射(reflection)集R。反射R等于C+α·(C-W),式中α=1。反射集R中包含{R1,R2,R3}。R1代表第一測(cè)試設(shè)定值PhA的反射,等于C1+(C1-W1);R2代表第二測(cè)試設(shè)定值PhB的反射,等于C2+(C2-W2);R3代表第三測(cè)試設(shè)定值A(chǔ)tF的反射,等于C3+(C3-W3)。然后,在步驟346上,將反射R與反射范圍Vr進(jìn)行比較。
在步驟346上,如果反射R小于或等于在Vr中規(guī)定的最小值,則在步驟348上將反射R設(shè)定于最小值Vmin,且方法300前進(jìn)到步驟360上。如果在步驟346上確定出反射R大于反射范圍Vr的最小值,則方法300前進(jìn)到步驟350上,以確定反射R是否大于或等于反射范圍Vr的最大值。如果在步驟350上確定出反射R大于或等于反射范圍Vr的最大值,則在步驟352上將反射R設(shè)定于最大值Vmax,且方法300前進(jìn)到步驟360上。
在步驟360上,將反射R應(yīng)用作一個(gè)新的測(cè)試。新測(cè)試中有一個(gè)包含PhAR、PhBR和AtFR的集合,它們分別代表控制變量PhaseA、PhaseB和AttF。當(dāng)控制電路200將控制變量PhaseA、PhaseB和AttF設(shè)定于(圖2中經(jīng)由控制信號(hào)Control)PhAR、PhBR和AtFR的值上時(shí),新測(cè)試便運(yùn)行。根據(jù)新測(cè)試中所應(yīng)用的控制設(shè)定值,抽取的信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4將指明放大器電路100(圖2)的性能。當(dāng)利用反射測(cè)試設(shè)定值的此測(cè)試運(yùn)行之后,將得到抽取信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4的一個(gè)新集合。此時(shí),在步驟364上,測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct可隨之加1。
在步驟366上,將反射R測(cè)試中所關(guān)聯(lián)的信號(hào)A/D2也即Pr與最差情況的功率Pw相比較。如果在步驟366上確定出反射功率Pr小于最差情況的功率Pw,則方法300前進(jìn)到步驟368。在那里確定,反射的功率Pr是否比之最差情況的功率Pw“太小”(即小得多)。名詞“太小”是指反射功率Pr與最差情況的功率Pw之差大于一個(gè)預(yù)定的差值門(mén)限,在單工方法中該差值門(mén)限根據(jù)過(guò)去的校準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)定。如果反射功率Pr比之最差情況的功率Pw太小,則舍棄此反射R測(cè)試,方法300由此前進(jìn)至步驟410。如果在步驟368上確定出反射功率Pr不是太小于最差情況的功率Pw,則方法300前進(jìn)到步驟370上。此時(shí),將反射測(cè)試集R取代最差情況集W,它將變成V+1個(gè)測(cè)試的一部分。
在步驟370上,將原來(lái)的最差情況功率Pw設(shè)定于當(dāng)前的反射功率或即新測(cè)試功率Pr上。在步驟372上,測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct加1,并在步驟374上,從V+1個(gè)測(cè)試中確定出一個(gè)新的最佳功率Pb。新的最佳功率Pb確定之后,方法300前進(jìn)到步驟318上,在那里對(duì)它進(jìn)行測(cè)試(也即如上面所述地與門(mén)限值功率值Pt相比較)。
如果在步驟368上確定出反射功率Pr太小于最差情況的功率Pw,則方法300前進(jìn)到步驟410。在步驟410上,將此反射R舍棄。在步驟412上,計(jì)算擴(kuò)展(expansion)集合Er。Er等于C+γ·(C-W),式中γ=2。擴(kuò)展集合Er中包含{Er1,Er2,Er3}。Er1代表第一測(cè)試設(shè)定值PhA的擴(kuò)展,它等于C1+2·(C1-W1);Er2代表第二測(cè)試設(shè)定值PhB的擴(kuò)展,它等于C2+2·(C2-W2);Er3代表第三測(cè)試設(shè)定值A(chǔ)tF的擴(kuò)展,它等于C3+2·(C3-W3)。
在步驟414上,將擴(kuò)展Er應(yīng)用作一個(gè)新的測(cè)試。新測(cè)試中有一個(gè)包含PhAEr、PhBEr和AtFEr的集合,它們分別代表控制變量PhaseA、PhaseB和AttF。此擴(kuò)展集合變?yōu)閂+1個(gè)測(cè)試的一部分。當(dāng)控制電路200將控制變量PhaseA、PhaseB和AttF設(shè)定于(圖2中經(jīng)由控制信號(hào)Contro1)PhAEr、PhBEr和AtFEr的值上時(shí),新測(cè)試便運(yùn)行。根據(jù)新測(cè)試中所應(yīng)用的控制設(shè)定值(基于PhAEr、PhBEr和AtFEr),抽取的信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4將指明放大器電路100(圖2)的性能。當(dāng)利用擴(kuò)展測(cè)試設(shè)定值的此測(cè)試運(yùn)行之后,將得到抽取信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4的一個(gè)新集合。此時(shí),在步驟418上測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct可加1,方法300前進(jìn)到步驟370,在那里,將原來(lái)的最差情況功率Pw設(shè)定于擴(kuò)展功率或即新測(cè)試功率Pr上。
如果在步驟366上確定出反射功率Pr大于最差情況的功率Pw,則方法前進(jìn)到步驟380上。在步驟380上,將反射R舍棄。在步驟382上,計(jì)算新的壓縮的反射Rc。反射Rc等于C+α·(C-W),式中α=0.50。反射集合Rc中包含{Rc1,Rc2,Rc3}。此新的反射集合Rc變?yōu)閂+1個(gè)測(cè)試的一部分。Rc1代表第一測(cè)試設(shè)定值PhA的新反射,等于C1+0.50(C1-W1)。Rc2代表第二測(cè)試設(shè)定值PhB的新反射,等于C2+0.50(C2-W2)。Rc3代表第三測(cè)試設(shè)定;值A(chǔ)tF的新反射,等于C3+0.50(C3-W3)。在步驟384上,將新反射Rc應(yīng)用作一個(gè)新的測(cè)試。新測(cè)試中有一個(gè)包含PhARc、PhBRc和AtFRc的集合,它們分別代表控制變量PhaseA、PhaseB和AttF。當(dāng)控制電路200將控制變量PhaseA、PhaseB和AttF設(shè)定于(圖2中經(jīng)由控制信號(hào)Control)PhARc、PhBRc和AtFRc的值上時(shí),新測(cè)試便運(yùn)行。根據(jù)新測(cè)試中所應(yīng)用的控制設(shè)定值,抽取的信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4將指明放大器電路100(圖2)的性能。當(dāng)利用新反射測(cè)試設(shè)定值的此測(cè)試運(yùn)行之后,將得到抽取信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4的一個(gè)新集合。此時(shí),在步驟388上,測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct可加1。
在步驟390上,將新反射Rc測(cè)試中所關(guān)聯(lián)的信號(hào)A/D2也即Pr與最差情況的功率Pw相比較。如果在步驟390上確定出新反射功率Pr小于最差情況的功率Pw,則方法300前進(jìn)到步驟370,在那里,將原來(lái)的最差情況功率Pw設(shè)定于擴(kuò)展功率或即新測(cè)試功率Pr上。
如果在步驟390上確定出新反射功率Pr不小于最差情況的功率Pw,則方法300前進(jìn)到步驟392。在步驟392上,將新反射Rc舍棄。在步驟394上,計(jì)算一個(gè)收縮(contraction)集合Cr。Cr等于C+B(C-W),式中β=-0.50。收縮集合Cr中包含有{Cr1,Cr2,Cr3}。Cr1代表第一測(cè)試設(shè)定值PhA的收縮,等于C1-0.50{C1-W1};Cr2代表第二測(cè)試設(shè)定值PhB的收縮,等于C2-0.50(C2-W2);Cr3代表第三測(cè)試設(shè)定值A(chǔ)tF的收縮,等于C3-0.50(C3-W3)。
在步驟394上,將收縮Cr應(yīng)用作一個(gè)新的測(cè)試。新測(cè)試中有一個(gè)包含PhACr、PhBCr和AtFCr的集合,它們分別代表控制變量PhaseA、PhaseB和AttF。此收縮集合變?yōu)閂+1個(gè)測(cè)試的一部分。當(dāng)控制電路200將控制變量PhaseA、PhaseB和AttF設(shè)定于(圖2中經(jīng)由控制信號(hào)Control)PhACr、PhBCr和AtFCr的值上時(shí),新測(cè)試便運(yùn)行。根據(jù)新測(cè)試中所應(yīng)用的控制設(shè)定值(基于PhACr、PhBCr和AtFCr),抽取的信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4將指明放大器電路100(圖2)的性能。當(dāng)利用收縮測(cè)試設(shè)定值的此測(cè)試運(yùn)行之后,將得到抽取信號(hào)A/D1、A/D2、A/D3、A/D4的一個(gè)新集合。此時(shí),在步驟400上,測(cè)試計(jì)數(shù)器Ct可加1,方法300前進(jìn)到步驟370,在那里,將原來(lái)的最差情況功率Pw設(shè)定于擴(kuò)展功率或即新測(cè)試功率Pr上。
如前面所述那樣,方法300一直運(yùn)行,直至選擇出的最佳功率Pb小于或等于門(mén)限值功率Pt(步驟300),其具有的IMD PbImd小于或等于門(mén)限值IMD PtImd(步驟326),或者直至循環(huán)計(jì)數(shù)器CL超過(guò)循環(huán)界限Cn(步驟322)。如果找到了一個(gè)最佳功率Pb小于或等于門(mén)限值功率Pt,其相關(guān)的IMD小于或等于門(mén)限值IMD Imdt,則方法300便合適地校準(zhǔn)好本發(fā)明的低失真放大器電路。
圖4是一個(gè)高度概括的方框圖,示明一個(gè)實(shí)例系統(tǒng)400,它應(yīng)用了有隨板自動(dòng)校準(zhǔn)的低失真放大器電路100(示例于圖2)。系統(tǒng)400可以是任何的無(wú)線通信系統(tǒng),但優(yōu)選地為T(mén)DMA或CDMA系統(tǒng)。系統(tǒng)400中包括有發(fā)射機(jī)電路402、低失真放大器電路100和天線404。由發(fā)射機(jī)402接收其中包含有要向無(wú)線接收機(jī)使輸之信息的一個(gè)輸入信號(hào)。發(fā)射機(jī)402實(shí)施與接收機(jī)通信所必需的任何的信號(hào)變換和處理,并向放大器電路輸出射頻信號(hào)RF_In。如上面所述那樣已合適地校準(zhǔn)好的放大器電路100,用來(lái)將射頻信號(hào)RF_Out輸出到天線404上。天線404將RF_Out信號(hào)發(fā)送出去。
雖然,上面結(jié)合現(xiàn)時(shí)已知的優(yōu)選實(shí)施例已詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明,但很容易理解到,本發(fā)明并不限制于這些公開(kāi)的實(shí)施例。相反地,可以修改本發(fā)明以納入前面未說(shuō)明的任何數(shù)量的變動(dòng)、更改、替代或等效布置,但是,它們都是等同于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的。因此,不應(yīng)看作本發(fā)明僅限制于上面的說(shuō)明,本發(fā)明只是限制于所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)校準(zhǔn)的放大器電路,包括一個(gè)放大電路,所述放大電路具有一個(gè)輸入、一個(gè)第一輸出和一個(gè)第二輸出,第一輸出代表了在所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào)的放大,第二輸出代表所述放大電路的第一校準(zhǔn)指示;一個(gè)連接于所述第一和第二輸出上與所述輸入上的抽取電路,所述抽取電路應(yīng)用呈現(xiàn)在所述第一和第二輸出上與所述輸入上的信號(hào)來(lái)抽取出多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào);以及一個(gè)連接于所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)和所述放大電路上的控制電路,所述控制電路提供出至少一個(gè)控制信號(hào),它響應(yīng)于所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)以調(diào)整所述放大電路的控制變量。
2.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,由所述控制電路調(diào)整所述放大電路的一個(gè)增益。
3.權(quán)利要求2中的放大器電路,其中,所述控制電路使所述第一輸出上輸出之信號(hào)的任何互調(diào)失真最小。
4.權(quán)利要求2中的放大器電路,其中,所述控制電路使所述第一輸出上輸出之信號(hào)的任何頻譜再生長(zhǎng)最小。
5.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,所述放大電路包括第一耦合器,用于將所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào)分路成第一和第二輸入信號(hào)部分;第一放大器,用于放大所述第一輸入信號(hào)部分,所述第一放大器產(chǎn)生第一放大的信號(hào),它具有所需的信號(hào)部分和非所需的信號(hào)部分;第一移相電路,用于使第一放大的信號(hào)移相,形成一個(gè)第二信號(hào);第二耦合器,用于將第二輸入信號(hào)部分與第二信號(hào)組合起來(lái),形成一個(gè)第三信號(hào);第二放大器,用于放大所述第三信號(hào),所述第二放大器產(chǎn)生第二放大的信號(hào),它具有所需的信號(hào)部分和非所需的信號(hào)部分;以及一個(gè)組合器,用于將所述第一和第二放大的信號(hào)組合起來(lái),形成一個(gè)在所述第一輸出上要輸出的一個(gè)第四信號(hào),所述組合器將所述第一和第二放大的信號(hào)中所需的信號(hào)部分組合起來(lái),同時(shí)使所述第一和第二放大的信號(hào)中非所需的信號(hào)部分實(shí)質(zhì)上消除掉。
6.權(quán)利要求5中的放大器電路,其中,所述第一放大器具有至少一個(gè)控制變量,用于設(shè)定所述第一放大器的工作特性。
7.權(quán)利要求6中的放大器電路,其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第一放大器的衰減特性進(jìn)行控制。
8.權(quán)利要求6中的放大器電路,其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第一放大器的移相特性進(jìn)行控制。
9.權(quán)利要求5中的放大器電路,其中,所述第二放大器具有至少一個(gè)控制變量,用于設(shè)定所述第二放大器的工作特性。
10.權(quán)利要求9中的放大器電路,其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第二放大器的衰減特性進(jìn)行控制。
11.權(quán)利要求10中的放大器電路,其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第二放大器的移相特性進(jìn)行控制。
12.權(quán)利要求5中的放大器電路,其中,所述移相電路具有至少一個(gè)控制變量,用于設(shè)定所述移相電路的工作特性。
13.權(quán)利要求12中的放大器電路,其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述移相電路的衰減特性進(jìn)行控制。
14.權(quán)利要求12中的放大器電路,其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述移相電路的移相特性進(jìn)行控制。
15.權(quán)利要求5中的放大器電路,其中,所述抽取電路抽取出一個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào),它代表所述放大電路的一個(gè)等同增益指示。
16.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,所述控制電路中包括一個(gè)編程的處理器。
17.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,所述控制電路是一塊ASIC。
18.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,所述抽取電路抽取出4個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)。
19.權(quán)利要求18中的放大器電路,其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述輸入上呈現(xiàn)的一個(gè)信號(hào)。
20.權(quán)利要求18中的放大器電路,其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述第一輸出上呈現(xiàn)的一個(gè)信號(hào)。
21.權(quán)利要求18中的放大器電路,其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述第一輸出上呈現(xiàn)的一個(gè)信號(hào)之信號(hào)失真量值。
22.權(quán)利要求18中的放大器電路,其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述第一輸出上呈現(xiàn)的一個(gè)信號(hào)之頻譜再生長(zhǎng)的量值。
23.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,所述抽取電路包括第一放大器,用于放大在所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào),形成一個(gè)第二信號(hào);一個(gè)功率分配器,用于將所述第一輸出中呈現(xiàn)的信號(hào)分路成第三和第四信號(hào);一個(gè)耦合器,用于從所述第三信號(hào)中減除所述第二信號(hào),形成第五信號(hào),它代表在所述第一輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)之非所需信號(hào)部分;以及多個(gè)數(shù)字化器,用于使所述第二輸出中呈現(xiàn)的信號(hào)、以及所述第二、第四和第五信號(hào)數(shù)字化成所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)。
24.權(quán)利要求23中的放大器電路,其中,所述多個(gè)數(shù)字化器之每一個(gè)都是模數(shù)(A/D)變換器。
25.權(quán)利要求1中的放大器電路,其中,所述控制電路實(shí)施下列工作a)在所述放大電路上進(jìn)行至少兩次校準(zhǔn)測(cè)試,每次測(cè)試具有對(duì)所述放大電路的控制變量設(shè)定值;b)每次測(cè)試中輸入所述的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào);c)將所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)與預(yù)定的門(mén)限值相比較;d)確定出所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)之任一個(gè)是否低于預(yù)定的門(mén)限值;以及e)以與低于預(yù)定門(mén)限值的所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)相關(guān)聯(lián)的測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定所述的控制設(shè)定值。
26.權(quán)利要求25中的放大器電路,其中,如果所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)中沒(méi)有一個(gè)低于預(yù)定門(mén)限值,則所述控制電路實(shí)施下列工作f)在所述的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)的基礎(chǔ)上,確定出哪次測(cè)試有著最差的結(jié)果;g)舍棄掉有著最差結(jié)果的測(cè)試;h)產(chǎn)生一次新的測(cè)試,它對(duì)于放大電路有著新的控制變量設(shè)定值;i)在放大電路上進(jìn)行該新的測(cè)試;j)輸入與新的測(cè)試相關(guān)聯(lián)的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào);k)確定出與新的測(cè)試相關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)是否低于預(yù)定的門(mén)限值;以及l(fā))如果新測(cè)試的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)都低于預(yù)定的門(mén)限值,則以該測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定所述的控制設(shè)定值。
27.權(quán)利要求26中的放大器電路,其中,所述控制電路重復(fù)步驟f)至k)的工作,直至滿足預(yù)定的條件。
28.權(quán)利要求27中的放大器電路,其中,預(yù)定的條件是進(jìn)行的測(cè)試的次數(shù)。
29.權(quán)利要求27中的放大器電路,其中,預(yù)定的條件是其多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)都低于預(yù)定的門(mén)限值。
30.權(quán)利要求26中的放大器電路,其中,所述控制電路通過(guò)實(shí)施一種單工方法來(lái)產(chǎn)生一次新的測(cè)試。
31.一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)射機(jī),包括一個(gè)發(fā)射機(jī)電路,被連接以接收具有一個(gè)載波成分的輸入信號(hào),所述發(fā)射機(jī)具有一個(gè)第一輸出;一個(gè)放大器電路,包括一個(gè)放大電路,所述放大電路具有一個(gè)輸入、一個(gè)第二輸入和一個(gè)第三輸出,所述輸入連接至第一輸出上,所述第二輸出代表在所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào)的一種放大,所述第三輸出代表所述放大電路的第一校準(zhǔn)指示;一個(gè)抽取電路,連接于所述第二和第三輸出以及所述輸入上,所述抽取電路利用在所述輸入以及第二和第三輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)來(lái)抽取出多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào);一個(gè)控制電路,連接至所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)和所述放大電路上,所述控制電路提供出至少一個(gè)控制信號(hào),它響應(yīng)于所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào),以調(diào)整所述放大電路的控制變量;以及一個(gè)天線,用于發(fā)射在所述第二輸出上呈現(xiàn)的任何信號(hào)。
32.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路調(diào)整所述放大電路的增益。
33.權(quán)利要求32中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路使所述第二輸出上輸出的信號(hào)中任何的互調(diào)失真最小。
34.權(quán)利要求32中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路使所述第二輸出上輸出的信號(hào)中任何的頻譜再生長(zhǎng)最小。
35.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述放大電路中包括一個(gè)第一耦合器,用于將所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào)分路成第一和第二輸入信號(hào)部分;一個(gè)第一放大器,用于放大所述第一輸入信號(hào)部分,所述第一放大器產(chǎn)生出第一放大的信號(hào),它有著所需的信號(hào)部分和非所需的信號(hào)部分;一個(gè)移相電路,用于使第一放大的信號(hào)移相,形成一個(gè)第二信號(hào);一個(gè)第二耦合器,用于將第二輸入信號(hào)部分與第二信號(hào)組合起來(lái),形成一個(gè)第三信號(hào);一個(gè)第二放大器,用于放大所述第三信號(hào),所述第二放大器產(chǎn)生出第二放大的信號(hào),它有著所需的信號(hào)部分和非所需的信號(hào)部分;以及一個(gè)組合器,用于將所述第一和第二放大的信號(hào)組合起來(lái),形成一個(gè)在所述第二輸出上要輸出的第四信號(hào),所述組合器使所述第一和第二放大的信號(hào)中所需的信號(hào)部分組合起來(lái),同時(shí),使所述第一和第二放大的信號(hào)中非所需的信號(hào)部分消除掉。
36.權(quán)利要求35中的發(fā)射機(jī),其中,所述第一放大器具有至少一個(gè)控制變量,用于設(shè)定所述第一放大器的工作特性。
37.權(quán)利要求36中的發(fā)射機(jī),其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第一放大器的衰減特性進(jìn)行控制。
38.權(quán)利要求36中的發(fā)射機(jī),其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第一放大器的移相特性進(jìn)行控制。
39.權(quán)利要求35中的發(fā)射機(jī),其中,所述第二放大器具有至少一個(gè)控制變量,用于設(shè)定所述第二放大器的工作特性。
40.權(quán)利要求39中的發(fā)射機(jī),其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第二放大器的衰減特性進(jìn)行控制。
41.權(quán)利要求39中的發(fā)射機(jī),其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述第二放大器的移相特性進(jìn)行控制。
42.權(quán)利要求35中的發(fā)射機(jī),其中,所述移相電路具有至少一個(gè)控制變量,用于設(shè)定所述移相電路的工作特性。
43.權(quán)利要求42中的發(fā)射機(jī),其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述移相電路的衰減特性進(jìn)行控制。
44.權(quán)利要求42中的發(fā)射機(jī),其中,所述至少一個(gè)控制變量對(duì)所述移相電路的移相特性進(jìn)行控制。
45.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路包括一個(gè)編程的處理器。
46.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路是一塊ASIC。
47.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述抽取電路抽取出一個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào),它代表所述放大電路的一個(gè)等同增益指示。
48.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述抽取電路抽取出4個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)。
49.權(quán)利要求48中的發(fā)射機(jī),其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào)。
50.權(quán)利要求48中的發(fā)射機(jī),其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述第二輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)。
51.權(quán)利要求48中的發(fā)射機(jī),其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述第一輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)的互調(diào)失真的量值。
52.權(quán)利要求48中的發(fā)射機(jī),其中,所述校準(zhǔn)指示信號(hào)之一代表在所述第一輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)的頻譜再生的量值。
53.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述抽取電路包括一個(gè)第一放大器,用于放大在所述輸入上呈現(xiàn)的信號(hào),形成一個(gè)第二信號(hào);一個(gè)功率分配器,用于將所述第二輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)分路成第三和第四信號(hào);一個(gè)耦合器,用于從所述第三信號(hào)中減除所述第二信號(hào),形成一個(gè)第五信號(hào),它代表在所述第二輸出上呈現(xiàn)的信號(hào)中的非所需的信號(hào)部分;多個(gè)數(shù)字化器,用于使所述第三輸出中呈現(xiàn)的信號(hào)、以及所述第二、第四和第五信號(hào)數(shù)字化成所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)。
54.權(quán)利要求53中的發(fā)射機(jī),其中,所述多個(gè)數(shù)字化器之每一個(gè)都是模數(shù)(A/D)變換器。
55.權(quán)利要求31中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路實(shí)施下列工作a)在所述放大電路上進(jìn)行至少兩次校準(zhǔn)測(cè)試,每次測(cè)試具有對(duì)所述放大電路的控制變量設(shè)定值;b)每次測(cè)試中輸入所述的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào);c)將所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)與預(yù)定的門(mén)限值相比較;d)確定出所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)之任一個(gè)是否低于預(yù)定的門(mén)限值;以及e)以與低于預(yù)定門(mén)限值的所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)相關(guān)聯(lián)的測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定所述的控制設(shè)定值。
56.權(quán)利要求55中的發(fā)射機(jī),其中,如果所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)中沒(méi)有一個(gè)低于預(yù)定門(mén)限值,則所述控制電路實(shí)施下列工作f)在所述的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)的基礎(chǔ)上,確定出哪次測(cè)試有著最差的結(jié)果;g)舍棄掉有著最差結(jié)果的測(cè)試;h)產(chǎn)生一次新的測(cè)試,它對(duì)于放大電路有著新的控制變量設(shè)定值;i)在放大電路上進(jìn)行該新的測(cè)試;j)輸入與新的測(cè)試相關(guān)聯(lián)的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào);k)確定出與新的測(cè)試相關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)是否低于預(yù)定的門(mén)限值;以及l(fā))如果新測(cè)試的多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)都低于預(yù)定的門(mén)限值,則以該新測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定所述的控制設(shè)定值。
57.權(quán)利要求56中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路重復(fù)步驟f)至k)的工作,直至滿足預(yù)定的條件。
58.權(quán)利要求57中的發(fā)射機(jī),其中,預(yù)定的條件是進(jìn)行的測(cè)試的次數(shù)。
59.權(quán)利要求57中的發(fā)射機(jī),其中,預(yù)定的條件是其多個(gè)校準(zhǔn)指示信號(hào)都低于預(yù)定的門(mén)限值。
60.權(quán)利要求56中的發(fā)射機(jī),其中,所述控制電路通過(guò)實(shí)施一種單工方法來(lái)產(chǎn)生一次新的測(cè)試。
61.一種把放大器電路的控制設(shè)定值校準(zhǔn)到產(chǎn)生所需的電路工作的設(shè)定值的自動(dòng)方法,包括步驟a)在放大器電路上進(jìn)行至少兩次校準(zhǔn)測(cè)試,每次測(cè)試具有對(duì)放大器電路的控制變量設(shè)定值;b)對(duì)于每次測(cè)試,從放大器電路中抽取出一個(gè)指示信號(hào)集合;c)將抽取的指示信號(hào)與預(yù)定的門(mén)限值進(jìn)行比較;d)確定出抽取的指示信號(hào)之任一個(gè)集合是否低于預(yù)定門(mén)限值;以及e)以與低于預(yù)定門(mén)限值的抽取的指示信號(hào)相關(guān)聯(lián)的測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定放大器電路的控制設(shè)定值。
62.權(quán)利要求61中的方法,其中,如果抽取的指示信號(hào)諸集合中沒(méi)有一個(gè)低于預(yù)定門(mén)限值,則所述方法進(jìn)一步包括步驟f)在抽取的指示信號(hào)的基礎(chǔ)上,確定出哪次測(cè)試有著最差的結(jié)果;g)舍棄掉有著最差結(jié)果的測(cè)試;h)產(chǎn)生一次新的測(cè)試,它對(duì)于放大器電路有著新的控制變量設(shè)定值;i)在此放大器電路上進(jìn)行該新的測(cè)試;j)對(duì)于新的測(cè)試,從放大器電路中抽取出一個(gè)指示信號(hào)集合;k)確定出與新測(cè)試相關(guān)聯(lián)的該指示信號(hào)集合是否低于預(yù)定門(mén)限值;以及l(fā))如果新測(cè)試中抽取的諸指示信號(hào)都低于預(yù)定門(mén)限值,則以該新測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定放大器電路的控制設(shè)定值。
63.權(quán)利要求62中的方法,其中,步驟f)至k)重復(fù)進(jìn)行,直至滿足預(yù)定的條件。
64.權(quán)利要求63中的方法,其中,預(yù)定條件是進(jìn)行的測(cè)試的次數(shù)。
65.權(quán)利要求63中的方法,其中,預(yù)定條件是具有一個(gè)抽取的指示信號(hào)的集合,該集合指示信號(hào)都低于預(yù)定門(mén)限值。
66.權(quán)利要求62中的方法,其中,產(chǎn)生一次新測(cè)試的步驟是以單工方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
67.權(quán)利要求62中的方法,其中,產(chǎn)生一次新測(cè)試的步驟包括根據(jù)先前諸測(cè)試的控制變量設(shè)定值,計(jì)算出每個(gè)控制變量設(shè)定值的均值;以及對(duì)每個(gè)均值計(jì)算出一個(gè)反射。
68.權(quán)利要求62中的方法,其中,產(chǎn)生一次新測(cè)試的步驟包括根據(jù)先前諸測(cè)試的控制變量設(shè)定值,計(jì)算出每個(gè)控制變量設(shè)定值的均值;以及對(duì)每個(gè)均值計(jì)算出一個(gè)收縮。
69.權(quán)利要求62中的方法,其中,產(chǎn)生一次新測(cè)試的步驟包括根據(jù)先前諸測(cè)試的控制變量設(shè)定值,計(jì)算出每個(gè)控制變量設(shè)定值的均值;以及對(duì)每個(gè)均值計(jì)算出一個(gè)擴(kuò)展。
70.權(quán)利要求61中的方法,其中,測(cè)試次數(shù)為V+1,這里的V是每次測(cè)試內(nèi)的控制變量數(shù)目。
71.權(quán)利要求61中的方法,其中,抽取的指示信號(hào)之一代表加在放大器電路上的輸入信號(hào)。
72.權(quán)利要求61中的方法,其中,抽取的指示信號(hào)之一代表放大器電路的一個(gè)輸出信號(hào)。
73.權(quán)利要求61中的方法,其中,抽取的指示信號(hào)之一代表放大器電路的一個(gè)輸出信號(hào)的信號(hào)失真的量值。
74.權(quán)利要求61中的方法,其中,抽取的指示信號(hào)之一代表放大器電路的一個(gè)輸出信號(hào)的頻譜再生長(zhǎng)的量值。
75.權(quán)利要求73中的方法,其中,預(yù)定門(mén)限值之一是輸出信號(hào)的信號(hào)失真的一個(gè)最小量值。
76.權(quán)利要求61中的方法,其中,抽取的指示信號(hào)之一代表放大器電路的一個(gè)等同增益指示。
77.權(quán)利要求76中的方法,其中,預(yù)定門(mén)限值之一是一個(gè)指示等同增益的值。
78.一種校準(zhǔn)放大器電路的控制設(shè)定值使得由該電路輸出的信號(hào)具有所需的有最小的失真的信號(hào)電平的自動(dòng)方法,所述方法包括步驟a)將具有一個(gè)載波部分的信號(hào)輸入至放大器電路中;b)在放大器電路上進(jìn)行至少兩次校準(zhǔn)測(cè)試,每次測(cè)試具有對(duì)放大器電路的控制變量設(shè)定值;c)對(duì)于每次測(cè)試,從放大器電路中抽取出一個(gè)指示信號(hào)集合,所述諸指示信號(hào)指明了放大器電路對(duì)輸入信號(hào)的工作;d)將抽取的指示信號(hào)與預(yù)定的門(mén)限值進(jìn)行比較;e)確定出抽取的指示信號(hào)之任一個(gè)集合是否低于預(yù)定門(mén)限值;以及f)以與低于預(yù)定門(mén)限值的抽取的指示信號(hào)相關(guān)聯(lián)的測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定放大器電路的控制設(shè)定值。
79.權(quán)利要求78中的方法,其中,如果抽取的指示信號(hào)諸集合中沒(méi)有一個(gè)低于預(yù)定門(mén)限值,則所述方法進(jìn)一步包括步驟g)在抽取的指示信號(hào)的基礎(chǔ)上,確定出哪次測(cè)試有著最差的結(jié)果;h)舍棄掉有著最差結(jié)果的測(cè)試;i)產(chǎn)生一次新的測(cè)試,它對(duì)于放大器電路有著新的控制變量;j)在此放大器電路上進(jìn)行該新的測(cè)試;k)對(duì)于新的測(cè)試,從放大器電路中抽取出一個(gè)指示信號(hào)集合;l)確定出與新測(cè)試相關(guān)聯(lián)的該指示信號(hào)集合是否低于預(yù)定門(mén)限值;以及m)如果新測(cè)試中抽取的諸指示信號(hào)都低于預(yù)定門(mén)限值,則以該新測(cè)試的控制變量設(shè)定值來(lái)設(shè)定放大器電路的控制設(shè)定值。
80.權(quán)利要求79中的方法,其中,步驟g)至m)重復(fù)進(jìn)行,直至滿足預(yù)定的條件。
81.權(quán)利要求80中的方法,其中,預(yù)定條件是進(jìn)行的測(cè)試的次數(shù)。
82.權(quán)利要求80中的方法,其中,預(yù)定條件是具有一個(gè)抽取的指示信號(hào)的集合,該集合指示信號(hào)都低于預(yù)定門(mén)限值。
83.權(quán)利要求79中的方法,其中,產(chǎn)生一次新測(cè)試的步驟是通過(guò)一種單工方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
一種具有優(yōu)化電路的低失真放大器,它實(shí)施放大器的自動(dòng)校準(zhǔn)。優(yōu)化電路中有一個(gè)抽取電路,它設(shè)計(jì)來(lái)抽取出各個(gè)信號(hào),它們指明了在當(dāng)前工作狀態(tài)下放大器的工作特性。應(yīng)用接收自抽取電路的信息,由一個(gè)控制電路對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)確定出放大器中關(guān)鍵部件適合的控制設(shè)定值。優(yōu)化電路能確保,放大器輸出具有所需的信號(hào)電平,同時(shí)又保證在所有的工作狀態(tài)下輸出中只有最小的互調(diào)失真或沒(méi)有互調(diào)失真。
文檔編號(hào)H03G3/30GK1283894SQ0011811
公開(kāi)日2001年2月14日 申請(qǐng)日期2000年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月8日
發(fā)明者施羅默, 霍夫曼, 喬治, 菲利普, 威拉-考雷羅 申請(qǐng)人:朗迅科技公司