專利名稱：交替的增益和相位控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增益和相位控制系統(tǒng)，用于例如減小失真的系統(tǒng)，調(diào)節(jié)組合信號間相對相位和增益。
放大器常常增加信號不希望有的失真，產(chǎn)生由失真或非線性分量和信號分量組成的輸出信號。失真包括任何添加于或有害地影響輸入信號的不希望有的信號。因此有必要創(chuàng)造一些技術(shù)，基本上消除或大大減小放大器產(chǎn)生的失真。
在近代的放大器中，通常采用前饋校正來改善有各種輸入模式的放大器的線性。前饋校正的實(shí)質(zhì)，是控制放大器產(chǎn)生的失真，諸如互調(diào)(IMD)分量，使失真在最后的求和點(diǎn)消除。由于輸入的RF載波模式和產(chǎn)生失真的位置的不可預(yù)見性，用一個已知頻率分量，即一個導(dǎo)頻信號，注入帶有放大過程產(chǎn)生的失真的主信號路徑。在前饋放大器中，前饋失真減小電路使導(dǎo)頻信號連同失真減至最小。于是，設(shè)計前饋失真減小電路，使之檢測并消除導(dǎo)頻信號，失真也就能被除去。
導(dǎo)頻信號是個電信號，至少包括一個頻率分量，在頻譜上靠近電路的工作頻帶。導(dǎo)頻信號更完整的描述示于

圖1，圖上畫出一個包括配置有導(dǎo)頻信號的射頻(RF)放大器的頻率響應(yīng)。導(dǎo)頻信號可以靠近工作頻帶的較低邊緣(如，導(dǎo)頻1)和/或靠近工作頻帶的較高邊緣(如，導(dǎo)頻2)。導(dǎo)頻離工作頻帶邊緣的頻譜距離為Δf，工作頻帶的中心頻率是f0。導(dǎo)頻信號的電特性(如，振幅，相位響應(yīng)，頻譜含量)是已知的。應(yīng)當(dāng)指出，雖然畫出的導(dǎo)頻信號有一個或兩個有確定振幅的頻譜分量，但導(dǎo)頻信號可以由許多有各種振幅的頻譜分量組成。
前饋失真減小電路，通過把導(dǎo)頻信號加于RF放大器，并根據(jù)從施加的導(dǎo)頻信號得到的信息進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減小RF放大器產(chǎn)生的失真。圖2展示前饋校正電路10，以及它利用從導(dǎo)頻信號得到的信息，減小RF放大器12產(chǎn)生的失真。某個輸入信號，例如至少包含一個載波的信號，加于分路器14上。分路器14在主信號路徑16和前饋路徑18上復(fù)制輸入信號。分路器14是稱為環(huán)路#1的載波消除環(huán)路的一部分，此環(huán)路#1除分路器14之外，包括增益和相位電路20，耦合器22,RF放大器12，延時電路24，和耦合器26及28。主路徑16上的信號加到增益和相位電路20上。增益和相位電路20的輸出和導(dǎo)頻信號，加到耦合器22上。通常，導(dǎo)頻信號的振幅大大小于(如，小于30dB)輸入信號的振幅，這樣不致于干擾放大器12的運(yùn)行。耦合器22的輸出加到放大器12上，放大器12的輸出包括被放大的輸入信號，被放大的導(dǎo)頻信號，和放大器12產(chǎn)生的失真信號。
從耦合器26獲得的部分放大器12的輸出，通過耦合路徑30，與前饋路徑18上輸入信號的延時版本在耦合器28上組合，在前饋路徑18上把帶有失真的導(dǎo)頻信號分離出來。前饋路徑18上的輸入信號，經(jīng)延時電路24產(chǎn)生足夠的延時，使之受到的延時與通過路徑30出現(xiàn)在耦合器28的信號的延時相同。得到的誤差信號包含，放大器12產(chǎn)生的失真，以及載波信號在耦合器28輸出上的殘留部分和導(dǎo)頻信號。在載波消除環(huán)路中載波的消除量，依賴于分路器14至耦合器28的兩條路徑之間的適當(dāng)增益和相位匹配。
增益和相位電路20根據(jù)控制路徑32和34的控制信號，調(diào)節(jié)輸入信號的相位和增益，使通過路徑30出現(xiàn)在耦合器28上的信號，基本上與耦合器28輸入的被延時的信號相反(振幅相等，但相位差180°)。在增益和相位電路20的控制路徑32和34上出現(xiàn)的增益和相位控制信號，是按熟知的方式，用信號檢測和控制電路35，從耦合器28的輸出信號導(dǎo)出的。一般說，信號檢測和控制電路35為載波消除環(huán)路檢測誤差信號。誤差信號代表A點(diǎn)信號的振幅，而信號檢測和控制電路35試圖通過提供增益和/或相位控制信號，減小誤差信號的振幅。
在此實(shí)施例中，信號檢測和控制電路35包括一個檢測器36，比如一個對數(shù)檢測器，它產(chǎn)生一個代表A點(diǎn)信號振幅的信號。濾波器38過濾對數(shù)檢測器的輸出，產(chǎn)生一個代表誤差信號振幅的DC型振幅信號。此振幅信號送至零(nulling)電路40。零電路40響應(yīng)此振幅信號，把控制信號送至控制路徑32和34，以減小誤差信號，從而減小載波信號。當(dāng)誤差信號減至最小時，在耦合器28被組合的載波信號，基本上互相消除，耦合器28的輸出剩下帶有放大器12產(chǎn)生的失真的導(dǎo)頻信號。所以環(huán)路#1是載波消除環(huán)路，它的作用是在前饋路徑18上把帶有放大器12產(chǎn)生的失真的導(dǎo)頻信號分離出來。
失真減小環(huán)路或稱環(huán)路#2，試圖利用耦合器28輸出的誤差信號，在主信號路徑16上減小導(dǎo)頻信號，從而減小放大器12產(chǎn)生的失真。在前饋路徑18上帶有失真的導(dǎo)頻信號，被饋送至增益和相位電路42。增益和相位電路42的輸出，被饋送至放大器44，放大器44的輸出加到耦合器46上。被放大的導(dǎo)頻信號和前饋路徑18上的失真，與來自主信號路徑16上的放大器12的信號(載波信號，帶有失真的導(dǎo)頻信號)，在耦合器46上組合。在主信號路徑16上的延時電路40，使來自主信號路徑16上的放大器12的信號延時，所受到的延時，基本上與來自放大器12輸出的相應(yīng)信號，經(jīng)耦合路徑30從耦合器28到耦合器46的延時相同。
耦合器48把代表耦合器46輸出信號的誤差信號，送至導(dǎo)頻檢測路徑50。因?yàn)閷?dǎo)頻信號的頻率，振幅和其他電的特性是已知的，導(dǎo)頻檢測和控制電路52，能夠檢測來自導(dǎo)頻檢測路徑50的誤差信號中導(dǎo)頻信號剩余部分的振幅。導(dǎo)頻檢測和控制電路52確定導(dǎo)頻信號的振幅，并且響應(yīng)剩余導(dǎo)頻信號的振幅，導(dǎo)頻檢測和控制電路52把控制信號送至相位和增益電路42。一般說，導(dǎo)頻檢測和控制電路52檢測導(dǎo)頻信號，并利用此信息產(chǎn)生控制信號，送至路徑66和68，使增益和相位電路42調(diào)整前饋路徑18上的導(dǎo)頻信號，直致主路徑16上的導(dǎo)頻信號基本上與前饋路徑18在耦合器46上的導(dǎo)頻信號相反(振幅相等，但相位差180°)。相應(yīng)的導(dǎo)頻信號和失真在耦合器46上基本上互相消除，系統(tǒng)的輸出只剩下載波信號。因此，環(huán)路#2是失真減小環(huán)路，它試圖用消除導(dǎo)頻信號來基本上消除放大器12產(chǎn)生的失真。
在此實(shí)施例中，導(dǎo)頻檢測和控制電路52包括導(dǎo)頻接收電路54和濾波器58，導(dǎo)頻接收電路54包括混頻器56和濾波器58，混頻器56把導(dǎo)頻檢測路徑50上的誤差信號在頻率上變換至較低頻率，濾波器58有利于信號檢測器60對導(dǎo)頻信號的檢測。檢測器60，比如一個對數(shù)檢測器，產(chǎn)生代表B點(diǎn)信號振幅的一個信號。濾波器62過濾檢測器60的輸出，產(chǎn)生代表剩余導(dǎo)頻信號或稱誤差信號的振幅的DC類型振幅信號。此振幅信號送至零電路64。零電路64響應(yīng)振幅信號，送出控制信號，經(jīng)控制路徑66和68到相位和增益電路42?？刂菩盘柕哪康氖菧p小振幅信號，從而減小剩余的導(dǎo)頻信號。導(dǎo)頻信號的消除量指示失真的消除量。當(dāng)導(dǎo)頻信號的振幅變成最小時，在耦合器46上組合的導(dǎo)頻信號和失真，在耦合器46的輸出基本上互相消除。
但是，在實(shí)際系統(tǒng)中，組合的信號的絕對消除，是罕見的。信號的消除量依賴于組合信號間的適當(dāng)增益和相位匹配。信號的減小作為增益和相位失配的函數(shù)，畫在圖3上。放大器12和44以及其他器件的增益和相位特性，是隨時間改變的。這種改變，通常都?xì)w因于溫度、輸入功率、器件老化、和制作上的差異。為了保持載波消除環(huán)路上載波消除的功能，以及失真減小環(huán)路的失真減小功能，信號檢測和控制電路35與導(dǎo)頻檢測和控制電路52的設(shè)計目標(biāo)，是對相應(yīng)的載波消除和失真減小兩個環(huán)路的增益和相位特性，根據(jù)相應(yīng)的誤差信號振幅，實(shí)現(xiàn)自動控制。
零電路40和64通過把每一個誤差信號抽樣與前一次誤差信號抽樣比較，試圖以此減小誤差信號(指示改進(jìn)的消除程度)。在本實(shí)施例中，導(dǎo)頻檢測和控制電路52利用導(dǎo)頻信號作為一個參考的誤差信號。在本實(shí)施例中，每個零電路根據(jù)來自檢測器36或60的振幅信號，進(jìn)行兩類調(diào)節(jié)(增益和相位)，如是，零電路40或64相繼地執(zhí)行一系列n步增益調(diào)節(jié)(例如12步)和n步相位調(diào)節(jié)。重復(fù)執(zhí)行這一系列的交替增益和相位調(diào)節(jié)，使誤差信號減小至零。零電路40或64，根據(jù)最近一次調(diào)節(jié)(如，error(n))得到的誤差信號抽樣，與前一次的誤差信號抽樣(如，error(n-1))比較的結(jié)果，確定如何調(diào)整相位和增益的調(diào)節(jié)值(如，Vout(n+1))。但是，因?yàn)樵鲆婧拖辔皇腔ハ嚅g相對獨(dú)立的，所以在一系列n步相位或增益調(diào)節(jié)之后，能夠產(chǎn)生不正確的一個增益或相位調(diào)節(jié)。例如，如圖4所示，在12步80a-l的增益調(diào)節(jié)之后，誤差信號的振幅減小了，隨后，零電路根據(jù)前一次80k和801兩步增益調(diào)節(jié)(例如，errorgain(n)-errorgain(n-1))之后得到的誤差信號抽樣，進(jìn)行相位調(diào)節(jié)Vphase(n+1)。約在時間的中段，零電路根據(jù)最近兩步增益調(diào)節(jié)結(jié)果，會作出不正確的一個相位調(diào)節(jié)，在誤差信號中產(chǎn)生一個跳躍82。在跳躍82之后，80a-1各步相位調(diào)節(jié)，又把誤差信號降下來。但是，不恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)決定，對收斂速度有不利影響。
零靈敏度和零位置隨系統(tǒng)參數(shù)和發(fā)射功率的變化而變化。例如，對多用戶無線通信系統(tǒng)，如碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、和正交頻分復(fù)用(OFDM)，多個語音和/或業(yè)務(wù)信道組合在單個或多個載波中。一個線性放大器應(yīng)能在其瞬態(tài)響應(yīng)特性內(nèi)，在微秒和毫秒范圍內(nèi)，對發(fā)射功率的變化和突發(fā)業(yè)務(wù)的變化，迅速作出反應(yīng)，與此同時還要適當(dāng)?shù)叵`差。
本發(fā)明涉及一個增益和相位控制系統(tǒng)，它根據(jù)前一次插入的相位(或增益)調(diào)節(jié)之后的增益(或相位)調(diào)節(jié)結(jié)果，進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)。增益調(diào)節(jié)是根據(jù)前一次的增益調(diào)節(jié)的結(jié)果，而不是根據(jù)插入的相位調(diào)節(jié)的結(jié)果。相位調(diào)節(jié)是根據(jù)前一次的相位調(diào)節(jié)的結(jié)果，而不是根據(jù)插入的增益調(diào)節(jié)的結(jié)果。這樣，因?yàn)樵鲆嬲{(diào)節(jié)是根據(jù)前一次增益調(diào)節(jié)的結(jié)果，而相位調(diào)節(jié)是根據(jù)前一次相位調(diào)節(jié)的結(jié)果，所以上述誤差信號的增加就不會發(fā)生。按照本發(fā)明的另一方面，該增益和相位控制系統(tǒng)的增益(或相位)調(diào)節(jié)，是與前一次相位(或增益)調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測并行地進(jìn)行的，從而利用了得到的誤差信號在調(diào)節(jié)和檢測之間的延時，改進(jìn)了收斂速度。例如，該增益和相位控制系統(tǒng)，能夠執(zhí)行單個交替的增益和相位調(diào)節(jié)，并能在檢測上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)得到的誤差信號的同時，進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)。當(dāng)正在檢測增益(或相位)調(diào)節(jié)得到的誤差信號時，該增益和相位控制系統(tǒng)利用上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)的檢測結(jié)果，進(jìn)行相位(或增益)調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)，在閱讀下面詳細(xì)的說明和參考各附圖后，將變得更清楚，附圖有圖1畫出一個RF放大器的頻率響應(yīng)曲線例子，圖上表明該放大器的工作頻率；圖2是用于RF放大器的前饋失真減小系統(tǒng)的方框圖；圖3畫出消除誤差曲線，它是組合信號之間振幅和相位失配的函數(shù)；圖4畫出一曲線例子，用于解釋誤差信號的增加是如何在一系列增益和相位調(diào)節(jié)之間發(fā)生的；和圖5按照本發(fā)明原理，畫出一種交替的增益和相位控制系統(tǒng)。
一個交替的增益和相位控制系統(tǒng)的示例性實(shí)施例，按照本發(fā)明原理，參照前饋失真減小系統(tǒng)加以說明。按照本發(fā)明的一個方面，在進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)及繼后插入的相位(或增益)調(diào)節(jié)之后，下一次增益(或相位)調(diào)節(jié)是根據(jù)最近一次增益(或相位)調(diào)節(jié)的結(jié)果，而不是插入的相位(或增益)調(diào)節(jié)的結(jié)果。例如，在進(jìn)行增益調(diào)節(jié)及繼后插入的相位調(diào)節(jié)之后，該交替的增益和相位控制系統(tǒng)保留著最近一次增益調(diào)節(jié)結(jié)果，比如得到的誤差信號振幅，然后根據(jù)最近一次增益調(diào)節(jié)結(jié)果，而不是根據(jù)上一次相位調(diào)節(jié)結(jié)果，確定下一次增益調(diào)節(jié)。如果最近一次增益調(diào)節(jié)得到的誤差信號振幅，比前一次的誤差信號減小了，那么，增益調(diào)節(jié)的符號保持與最近一次增益調(diào)節(jié)的相同。否則，如果最近一次增益調(diào)節(jié)得到的誤差信號振幅，比前一次的誤差信號增加了，則改變增益調(diào)節(jié)的符號。
按照本發(fā)明的另一方面，該增益和相位控制系統(tǒng)，通過把增益(或相位)調(diào)節(jié)的執(zhí)行與上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測退耦合，使增益調(diào)節(jié)和相位調(diào)節(jié)交替進(jìn)行。這樣，增益(或相位)調(diào)節(jié)能夠與上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測并行地進(jìn)行。例如，在啟動增益調(diào)節(jié)(零電路的增益輸出)的同時，檢測并處理上一次相位調(diào)節(jié)得到的誤差信號。增益調(diào)節(jié)的信號被放大和組合，得到的誤差信號又被檢測和被處理，在該增益調(diào)節(jié)的信號經(jīng)歷傳播延時的同時，啟動相位調(diào)節(jié)。由于增益和相位調(diào)節(jié)對誤差信號的作用是獨(dú)立的，與上一次相位(和增益)調(diào)節(jié)得到的誤差信號的檢測并行地進(jìn)行的單個交替的增益(和相位)調(diào)節(jié)，利用了傳播的延時，可以獲得改進(jìn)的收斂速度，特別是當(dāng)增益和相位的不平衡不對稱地離開零點(diǎn)時。傳播延時的產(chǎn)生，源于被增益或相位調(diào)節(jié)的信號經(jīng)放大和組合而受到延時，以及源于得到的誤差信號經(jīng)檢測和處理而受到延時。
圖5畫出交替的增益和相位控制電路76的一般方框圖，它接收代表組合信號消除誤差的誤差信號。此交替的增益和相位調(diào)節(jié)電路76減小誤差信號的辦法是，送出增益和相位調(diào)節(jié)控制信號，進(jìn)行組合信號間的相對增益和相位調(diào)節(jié)，以改善組合信號的誤差消除。依照這個實(shí)施例，此交替的增益和相位調(diào)節(jié)電路76能夠取代前饋裝置10(圖2)中的零電路40和64。為改善收斂速度，此交替的增益和相位調(diào)節(jié)電路76執(zhí)行先行的增益(或相位)調(diào)節(jié)，接著執(zhí)行插入的相位(或增益)調(diào)節(jié)，然后，此交替的增益和相位調(diào)節(jié)電路76保留前一次的增益(或相位)調(diào)節(jié)結(jié)果，比如得到的誤差信號的振幅，并利用前一次的增益(或相位)調(diào)節(jié)的結(jié)果，而不是插入的相位(或增益)調(diào)節(jié)的結(jié)果，確定下一次增益(或相位)調(diào)節(jié)。如果最近一次增益(或相位)調(diào)節(jié)得到的誤差信號error(n)的振幅，比前一次或者從增益調(diào)節(jié)或者從相位調(diào)節(jié)得到的誤差信號error(n-1)減小了，這與實(shí)施例有關(guān)，那么，增益(或相位)調(diào)節(jié)變化量ΔV(n+1)的符號保持與最近一次增益(或相位)調(diào)節(jié)變化量ΔV(n)的相同。否則，如果最近一次增益(或相位)調(diào)節(jié)變化量ΔV(n)得到的誤差信號error(n)的振幅，比前一次的誤差信號error(n-1)增加了，那么，改變增益調(diào)節(jié)變化量ΔV(n+1)的符號。
為進(jìn)一步改善收斂速度，交替的增益和相位調(diào)節(jié)電路76可以執(zhí)行單個交替的增益和相位調(diào)節(jié)，并且增益(或相位)調(diào)節(jié)可以與上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測并行地執(zhí)行。由于增益和相位調(diào)節(jié)對誤差信號的作用是獨(dú)立的，交替的增益和相位調(diào)節(jié)電路76能夠利用增益或相位調(diào)節(jié)的信號在被放大和組合時，和得到的誤差信號被檢測、濾波、和處理時受到的傳播延時。這樣，不是進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)并在另一次增益或相位調(diào)節(jié)之前，等待該增益或相位調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測和處理，而是并行地進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)和上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測。因此，在某些實(shí)施例中，交替的增益和相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)在進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)的同時，檢測上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)的結(jié)果。在增益(或相位)調(diào)節(jié)的結(jié)果正在被檢測的同時，根據(jù)上一次相位(或增益)調(diào)節(jié)的結(jié)果進(jìn)行相位(或增益)調(diào)節(jié)。
其他實(shí)施例，如利用多個增益和相位調(diào)節(jié)交替系列、交替的單個和/或多個增益和相位調(diào)節(jié)、不同的或變化的交替增益和相位調(diào)節(jié)數(shù)目，都是可能的。用一系列多個增益和相位調(diào)節(jié)的實(shí)施例中，在插入一系列相位(或增益)調(diào)節(jié)之后的下一次增益(或相位)調(diào)節(jié)，是根據(jù)一系列相位(或增益)調(diào)節(jié)之前或單個插入的增益(或相位)調(diào)節(jié)之前的最近一次增益(或相位)調(diào)節(jié)的結(jié)果。此外，各個實(shí)施例可以把前一次的系統(tǒng)參數(shù)，如前一次的誤差信號或增益和/或相位調(diào)節(jié)的誤差歷程，用于增益或相位調(diào)節(jié)。
在圖5的實(shí)施例中，誤差信號經(jīng)模數(shù)(A/D)變換器78實(shí)施模數(shù)變換。與實(shí)施例有關(guān)，可以用反混疊濾波器79去除大于A/D抽樣頻率1/2的頻率，改善代表誤差信號振幅的信號的檢測。DSP 80接收誤差信號和/或附加的系統(tǒng)信息82。DSP 80響應(yīng)誤差信號和/或其他的系統(tǒng)信息82，送出一個試圖減小誤差信號的增益或相位調(diào)節(jié)控制信號。DSP 80能夠利用存儲在存儲器84中前一次的或累積的信息，諸如誤差信號的歷程，確定步長或調(diào)節(jié)因子，在下面專利有說明，該專利與本申請同時登記，待批的申請序號為XX/XXX,XXX，由同一個代理人代理，標(biāo)題是“Adaptive Gain and/or Phase Adjustment Control Systemand Method”。存儲器84可以集成在DSP80上，或與之電耦合。在本實(shí)施例中，DSP80產(chǎn)生數(shù)字形式的增益和相位調(diào)節(jié)信號。數(shù)模(D/A)變換器86把增益調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為模擬形式，供增益調(diào)節(jié)器(未畫出)使用，數(shù)模(D/A)變換器87把相位調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)換為模擬形式，供相位調(diào)節(jié)器(未畫出)使用?？梢苑謩e用重建濾波器88和89去除D/A86和87輸出的高頻分量。DSP80還能進(jìn)行別的控制和計算，并響應(yīng)不同的誤差信號，送出另外的增益和/或相位控制信號(未畫出)。例如，DSP 80可以響應(yīng)輸入檢測電路35的相應(yīng)誤差信號以及路徑50上的相應(yīng)誤差信號，送出增益和/或相位控制信號32、34、66和/或68(圖2)。在別的實(shí)施例中，交替的增益和相位調(diào)節(jié)控制電路76，可以用分立部件、用集成電路、和/或軟件驅(qū)動的處理電路來實(shí)現(xiàn)。
在一個實(shí)施例中，增益和相位控制電路76在確定增益調(diào)節(jié)值時，可以用方程式ΔVgain(n+1)=-Kgain(n)*｜errorgain(n)｜*sign(errorgain(n)-errorgain(n-1))*sign(ΔVgain(n))，這里Kgain(n)是增益調(diào)節(jié)的步長或調(diào)節(jié)因子，errorgain(n)是最近一次增益調(diào)節(jié)的結(jié)果，errorgain(n-1)是最近一次增益調(diào)節(jié)之前的調(diào)節(jié)得到的誤差信號，它在本實(shí)施例中是一相位調(diào)節(jié)，而ΔVgain(n)是最近一次增益調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)變化量。如果errorgain(n)-errorgain(n-1)的符號是正的(意味著誤差信號得到的最近一次增益調(diào)節(jié)變化量ΔVgain(n)是個增量)，那么，與前一次增益調(diào)節(jié)變化量ΔVgain(n)的符號比較，方程式前面的負(fù)號把調(diào)節(jié)變化量ΔVgain(n+1)的符號倒轉(zhuǎn)。如果errorgain(n)-errorgain(n-1)的符號是負(fù)的(意味著誤差信號在最近一次增益調(diào)節(jié)中得到改善)，那么，方程式前面的負(fù)號保持前一次增益調(diào)節(jié)變化量ΔVgain(n)的符號，這個變化量ΔVgain(n)使誤差信號得到改善。
類似地，為確定相位調(diào)節(jié)值，增益和相位控制電路76在確定相位調(diào)節(jié)值時，可以用方程式ΔVphase(n+1)=-Kphase(n)*｜errorphase(n)｜*sign(errorphase(n)-errorphase(n-1))*sign(ΔVphase(n))，這里Kphase(n)是相位調(diào)節(jié)的步長或調(diào)節(jié)因子，errorphase(n)是最近一次相位調(diào)節(jié)的結(jié)果，errorphase(n-1)是最近一次相位調(diào)節(jié)之前的調(diào)節(jié)得到的誤差信號，它在本實(shí)施例中是一增益調(diào)節(jié)，而ΔVphase(n)是最近一次相位調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)變化量。在某些實(shí)施例中，Kphase(n)與Kgain(n)相同。如果errorphase(n)-errorphase(n-1)的符號是正的(意味著誤差信號得到的最近一次相位調(diào)節(jié)變化量ΔVphase(n)是個增量)，那么，與前一次相位調(diào)節(jié)變化量ΔVphase(n)的符號比較，方程式前面的負(fù)號把調(diào)節(jié)變化量ΔVphase(n+1)的符號倒轉(zhuǎn)。如果errorphase(n)-errorphase(n-1)的符號是負(fù)的(意味著誤差信號在最近一次相位調(diào)節(jié)中得到改善)，那么，方程式前面的負(fù)號保持前一次相位調(diào)節(jié)變化量ΔVphase(n)的符號，這個變化量ΔVphase(n)使誤差信號得到改善。
與實(shí)施例有關(guān)，增益(或相位)調(diào)節(jié)值Vout(n)可以用一個增益(或相位)調(diào)節(jié)變化量ΔVout(n+1)來改變前一次的增益(或相位)調(diào)節(jié)值Vout(n)而計算出來。例如，增益調(diào)節(jié)值Vgain(n+1)可以等于Vgain(n)+ΔVgain(n+1)，這里Vgain(n)是前一次的增益調(diào)節(jié)值，而ΔVgain(n+1)是增益調(diào)節(jié)變化量。前一次的增益調(diào)節(jié)值Vgain(n)可以是一個固定的值、一個累計的調(diào)節(jié)變化量、或開始于一固定值但隨調(diào)節(jié)變化量而變化。另外，可以不用前一次的調(diào)節(jié)值Vgain(n)的數(shù)值，而每次計算調(diào)節(jié)值Vgain(n+1)。
在某些實(shí)施例中，步長或調(diào)節(jié)因子K(n+1)的數(shù)值，可以等于調(diào)節(jié)變化量ΔVout(n+1)的數(shù)值，或等于調(diào)節(jié)值Vout(n+1)的數(shù)值。與實(shí)施例有關(guān)，相位和/或增益的調(diào)節(jié)值或變化量，可以用固定步長K(n+1)或自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子K(n+1)計算。有關(guān)自適應(yīng)步長或調(diào)節(jié)因子，在下述專利有說明，該專利與本申請同時登記，待批的申請序號為XX/XXX,XXX，由同一個代理人代理，標(biāo)題是“Adaptive Gainand/or Phase Adiustment Control System and Method”，此文收納于此，以供參考，例如，其中自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子用下式計算K(n+1)=Ks*[am*error(n)+am-1*error(n-1)+…+a0*error(n-m)]，這里Ks是歸一和比例因子，用于使控制電路76的輸入和輸出電壓與增益和/或相位調(diào)節(jié)電路(未畫出)的范圍匹配，“a”代表某個選出的值(例如，2)，n代表根據(jù)前一次增益調(diào)節(jié)和/或前一次相位調(diào)節(jié)而對目前誤差信號取的抽樣數(shù)目，而m代表用于確定加權(quán)平均的前一次誤差信號的抽樣數(shù)目。Ks可從下式確定Ks=gainΣi=0mai]]>
這里增益設(shè)為最小的可用調(diào)節(jié)值，它可以用D/A86或87精確地進(jìn)行變換。
因此，交替的增益和相位控制系統(tǒng)的各個實(shí)施例，利用了插入相位(或增益)調(diào)節(jié)之前最近一次增益(或相位)調(diào)節(jié)的結(jié)果，進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)，改善了收斂速度。要進(jìn)一步改善收斂速度，交替的增益和相位控制系統(tǒng)可以執(zhí)行單個交替的增益和相位調(diào)節(jié)，其中，相位(或增益)調(diào)節(jié)與前一次的增益(或相位)調(diào)節(jié)結(jié)果的檢測是并行地進(jìn)行的。通過交替的單個增益和相位調(diào)節(jié)，以及調(diào)節(jié)與檢測并行地進(jìn)行，交替的增益和相位控制系統(tǒng)能夠進(jìn)一步改善收斂速度。與實(shí)施例有關(guān)，增益或相位調(diào)節(jié)可以各不相同地對各個增益和相位調(diào)節(jié)進(jìn)行確定。
除了上述實(shí)施例之外，按照本發(fā)明原理的交替增益和相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以有不同配置，它省去和/或添加某些部件，和/或?qū)λf明的系統(tǒng)作某些改變或使用其中的某些部分。此外，交替增益和相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)的實(shí)施例，是作為供特定的前饋RF放大器裝置使用而加以說明的，但是，該交替增益和相位調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能夠用于改善其他放大器或電路裝置中的組合信號，并且該組合信號可以是互相加強(qiáng)的組合，或合成信號，而不是消除或誤差信號。此外，可能有特殊的實(shí)施例，這些實(shí)施例或按本說明或以不同的方式，確定一個調(diào)節(jié)值、一個調(diào)節(jié)的變化量、和/或一個調(diào)節(jié)因子。例如，可以固定一個調(diào)節(jié)因子，用它確定一個調(diào)節(jié)變化量，這個調(diào)節(jié)變化量調(diào)整前一次的調(diào)節(jié)值，調(diào)整時以固定值為基準(zhǔn)，不參照最近一次或前一次的調(diào)節(jié)值，或者用這個調(diào)節(jié)變化量作為調(diào)節(jié)值。還有，該控制系統(tǒng)的說明是按照用誤差信號或誤差歷程的振幅來確定調(diào)節(jié)值的，但是隨不同的應(yīng)用，調(diào)節(jié)值可以根據(jù)其他信息來確定，并且調(diào)節(jié)值可以按各種不同方式變化。
與不同應(yīng)用有關(guān)，該增益和/或相位電路可以放在前饋放大器裝置內(nèi)不同位置和/或路徑上。例如，增益和相位調(diào)節(jié)電路20可以位于耦合器28前的路徑18上；增益和相位調(diào)節(jié)器42可以位于耦合器26后面的路徑16上；或者，兩路徑上都配置增益和/或相位調(diào)節(jié)器。已經(jīng)用帶有模數(shù)變換的軟件驅(qū)動的處理電路，對該控制系統(tǒng)加以說明，但是，本領(lǐng)域一般人員當(dāng)能借助本文披露的內(nèi)容明白，該控制系統(tǒng)可以用專門的集成電路、軟件驅(qū)動的處理電路、固件、或分立部件的其他裝置等其他配置實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)說明的一切，只為表明本發(fā)明原理的應(yīng)用。本領(lǐng)域熟練人員容易明白，無需嚴(yán)格遵從這里出示并說明的示例性應(yīng)用，也無需偏離本發(fā)明的精神和范圍，就能對本發(fā)明策劃這樣的和那樣的各種其他變化、裝置、和方法。
權(quán)利要求
1．一種調(diào)節(jié)組合信號間相對相位的方法，所述方法其特征在于根據(jù)插入的增益調(diào)節(jié)前的、前一次的相位調(diào)節(jié)結(jié)果來改變相位調(diào)節(jié)值。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于保留所述前一次相位調(diào)節(jié)得到的相位誤差信號值；保留所述前一次相位調(diào)節(jié)前的調(diào)節(jié)得到的誤差信號值；和響應(yīng)所述相位誤差信號值和所述誤差信號，改變所述相位調(diào)節(jié)值。
3．按照權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述保留的誤差信號值包括保留所述前一次相位調(diào)節(jié)前的第一次增益調(diào)節(jié)得到的所述誤差信號值。
4．按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于所述改變包括在所述前一次相位調(diào)節(jié)之后，執(zhí)行第二次增益調(diào)節(jié)；和根據(jù)所述前一次相位調(diào)節(jié)的結(jié)果和所述第一次增益調(diào)節(jié)的結(jié)果，改變緊接著所述第二次增益調(diào)節(jié)的所述相位調(diào)節(jié)值。
5．調(diào)節(jié)組合信號間相對增益的一種方法，所述方法的特征是根據(jù)插入的相位調(diào)節(jié)前的、前一次的增益調(diào)節(jié)結(jié)果來改變增益調(diào)節(jié)值。
6．按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述改變包括保留所述前一次增益調(diào)節(jié)得到的增益誤差信號值；保留所述前一次增益調(diào)節(jié)前的調(diào)節(jié)得到的誤差信號值；和響應(yīng)所述增益誤差信號值和所述誤差信號，改變所述增益調(diào)節(jié)值。
7．按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于所述保留的誤差信號值包括保留所述前一次增益調(diào)節(jié)前的第一次相位調(diào)節(jié)得到的所述誤差信號值。
8．按照權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述改變包括緊接著所述前一次增益調(diào)節(jié)，執(zhí)行第二次相位調(diào)節(jié)；和根據(jù)所述前一次增益調(diào)節(jié)的結(jié)果和所述第一次相位調(diào)節(jié)的結(jié)果，改變緊接著所述第二次相位調(diào)節(jié)的所述增益調(diào)節(jié)值。
9．調(diào)節(jié)組合信號間相對相位或增益的一種方法，所述方法的特征是改變調(diào)節(jié)值；和與所述調(diào)節(jié)的所述改變并行地檢測改變的前一次調(diào)節(jié)值的結(jié)果。
10．按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于所述改變和所述檢測包括改變作為所述調(diào)節(jié)值的增益調(diào)節(jié)值；和與所述增益調(diào)節(jié)值的所述改變并行地檢測作為所述前一次調(diào)節(jié)值的所述相位調(diào)節(jié)值的結(jié)果。
11．按照權(quán)利要求9的方法，其特征在于所述改變和所述檢測包括改變作為所述調(diào)節(jié)值的相位調(diào)節(jié)值；和與所述相位調(diào)節(jié)值的所述改變并行地檢測作為所述前一次調(diào)節(jié)值的所述增益調(diào)節(jié)值的結(jié)果。
全文摘要
一種增益和相位控制系統(tǒng),根據(jù)前一次插入的相位(或增益)調(diào)節(jié)之后的增益(或相位)調(diào)節(jié)的結(jié)果,進(jìn)行增益(或相位)調(diào)節(jié)。增益調(diào)節(jié)是根據(jù)前一次的增益調(diào)節(jié)的結(jié)果,而不是根據(jù)插入的相位調(diào)節(jié)的結(jié)果。相位調(diào)節(jié)是根據(jù)前一次的相位調(diào)節(jié)的結(jié)果,而不是根據(jù)插入的增益調(diào)節(jié)的結(jié)果。這樣,因?yàn)樵鲆嬲{(diào)節(jié)是根據(jù)前一次增益調(diào)節(jié)的結(jié)果,而相位調(diào)節(jié)是根據(jù)前一次相位調(diào)節(jié)的結(jié)果,所以上述誤差信號的增加就不會發(fā)生。
文檔編號H03F1/32GK1289177SQ0012416
公開日2001年3月28日 申請日期2000年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月19日
發(fā)明者勒扎·格汗那旦, 羅伯特·伊凡·米爾 申請人:朗迅科技公司