專利名稱：線性發(fā)射機(jī)訓(xùn)化的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛涉及調(diào)制信息發(fā)射機(jī)，包括但不限于工作在射頻(RF)系統(tǒng)的線性發(fā)射機(jī)。
線性發(fā)射機(jī)是已知的?？ㄌ亓?Gartesian)反饋發(fā)射機(jī)就構(gòu)成這樣一種已知的發(fā)射機(jī)。通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整這種以負(fù)反饋為基礎(chǔ)的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)將工作在令人滿意的線性模式。然而至少有兩個問題困擾著這種發(fā)射機(jī)正常工作。
第一，環(huán)相移必須做專門調(diào)整，否則，發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定將受損。最壞的情況，負(fù)反饋?zhàn)饔脤⑵鹫答佔(zhàn)饔?，引起不希望的振蕩?br> 第二，必須注意確保發(fā)射機(jī)的最后增益級不工作在或超過箝位電平。如果箝位電平被超出，發(fā)射機(jī)的負(fù)反饋?zhàn)饔脤⒃噲D補(bǔ)償，其不希望的結(jié)果包括在鄰近頻率上的發(fā)散。這種分散會極大地干擾其它的無線電工作者。
一種現(xiàn)有技術(shù)的方法是有效地限制基頻帶輸入值以便保證不達(dá)到箝位電平。雖然這可以成功地避免上述分散問題，但在基頻帶信息上必須強(qiáng)行加上的限制是如此的保守以致于妨礙了發(fā)射機(jī)傳輸性能的最佳工作狀態(tài)。
據(jù)此，需要存在一種辦法和裝置提供用于線性發(fā)射機(jī)必要的訓(xùn)化(training)，以保證適當(dāng)?shù)沫h(huán)相位調(diào)整及最佳基帶信號電平。
通過提供這里描述的方法和裝置上述需要和其它需要都基本滿足了。依據(jù)該方法的一個方面，訓(xùn)化工作模式和非訓(xùn)化工作模式被用于負(fù)反饋放大器。與輸入信號相關(guān)的負(fù)反饋信號的相位調(diào)整及對放大的箝位電平的確定在訓(xùn)化工作模式期間被限定。在非訓(xùn)化工作模式期間，利用來自訓(xùn)化模式定出的相位調(diào)整，通過利用從訓(xùn)化模式找出的箝電平信息，放大器工作在不超出所限定的箝位電平的方式。


圖1是本發(fā)明的線性發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的方塊圖;
圖2是本發(fā)明的線性發(fā)射機(jī)的簡要工作的簡化方塊圖;
圖3是訓(xùn)化波形的時間圖;
圖4，5及6是本發(fā)明的線性發(fā)射機(jī)的幾種工作實(shí)施例的TDM(時分多路傳輸)框圖。
現(xiàn)在介紹圖1，標(biāo)號10全面描繪了本發(fā)明卡特森負(fù)反饋發(fā)射機(jī)。該發(fā)射機(jī)(10)一般包括第一和第二信息信號路徑(11和12)、一個含信息信號的路徑(13)、第一和第二反饋路徑(14和15)、及一個相位調(diào)整單元(16)。這些所涉及的單元中的每一個將依次詳細(xì)描述。
該第一和第二信息信號路徑(11和12)在本實(shí)施例中相互是相同的。它們的不同之處僅僅在于第一路徑(11)接收同相(in-phase)基帶信息輸入信號(17)而第二路徑接收90°相位差(quadratrre)基帶信息輸和信號。因此，只詳細(xì)描述第一路徑。
第一信息路徑(11)的輸入端(17)連接到微分加法器(diffirntial summer)(19)。這個微分加法器(19)余下的輸入端連接第一反饋路徑(14)。該加法器的輸出連接到一個可變增益基帶放大器(21)，該放大器通過一個低通濾波器(22)連接到加法器(23)。這個加法器(23)余下的輸入端連接輸入端(17)以維持下面詳細(xì)描述的開環(huán)工作。
加法器(23)的輸出通過另一個放大級(24)到混頻器(26)，這個混頻器使剛進(jìn)來的基帶信號向上變換(up-cenverts)為選擇中一個予定載頻。
由本機(jī)振蕩器(27)提供用于混頻器(26)的注入信號，與此同時第二信息路徑(12)當(dāng)然也接收一個相移90°(28)的注入信號。
兩個信息路徑(11和12)的輸出連接到加法器(29)的輸入端，加法器(29)是合信息信號路徑(13)的輸入端。加法器(29)的輸出連接到激勵器(exciter)(31)的輸入然后通過功率放大器(32)連到適當(dāng)?shù)妮敵鲈?33)。
一個耦合器(34)響應(yīng)功率放大器(32)的輸出，向第一和第二反饋路徑(14和15)提供反饋信號。從PA(功效)輸出獲得的向上變換信號通過適當(dāng)混頻器(36和37)先向下變換，然后被提供上面提到的第一和第二信息路徑的微分加法器(19)的負(fù)輸入端，用于反饋路徑混頻器(36和37)的向下變換注入信號是通過適當(dāng)?shù)?0°相移器(38)相互正交被提供的。
相移單元(16)提供比較器(39和44)以探測兩個輸入端(17和18)及兩個反饋路徑(14和15)間的相位差，并將任何差別信息提供給控制單元(41)，該單元又控制著連接在本機(jī)振蕩器(27)與反饋路徑混頻器(36和37)注入輸入端之間的相移器(42)。
上面的電路塊是本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)人員所了解的。
在正常的非訓(xùn)化工作模式下，該發(fā)射機(jī)(10)在相應(yīng)的輸入端(17和18)接收它的兩個信息信號并且用已知的方法去處理這些信號，在最后放大之前進(jìn)行線性校正、放大、濾波、向上變換(up-convert)和結(jié)合(combine)。負(fù)反饋路徑(14和15)維持適當(dāng)?shù)木€性功能。
訓(xùn)化工作模式中，該發(fā)射機(jī)(10)可做如下操作。在開環(huán)模式時可變增益基帶放大器(21)通過增益控制信號(43)使之無效，由此有效的斷開主要路徑這部分。進(jìn)來的信號將用唯一的直接路徑通向加法器(23)，因此使反饋校正路徑(19)被旁路。在這種模式下，環(huán)相移可被相移調(diào)整單元(16)調(diào)整。其結(jié)果，相差被比較器(39和44)確定，這個差別信息由控制單元(41)利用通過相移單元(42)調(diào)整相移。由于做這種調(diào)整，適當(dāng)?shù)沫h(huán)相位關(guān)系可以被保證，反饋將工作在所希望的負(fù)方式下，將沒有不希望的正反饋所引起的振蕩。
可變增益基帶放大器(21)和與之聯(lián)系的低通濾波器(22)還可適當(dāng)?shù)乜刂扑鼈兊挠行挶M可能窄并且減少它們的有效轉(zhuǎn)換速率(slew rate)，如當(dāng)發(fā)射機(jī)(10)，在訓(xùn)化模式期間工作在閉環(huán)模式時，可以與適當(dāng)?shù)妮斎胄盘栆黄鹣薅ㄓ糜诎l(fā)射機(jī)的箝位電平，同時使實(shí)際上向鄰近頻率的發(fā)散減到最少。一旦箝位電平根據(jù)這個過程被確定，用于當(dāng)時目的訓(xùn)化即可結(jié)束并且發(fā)射機(jī)恢復(fù)到帶有一般帶寬和轉(zhuǎn)換速率的普通閉環(huán)工作狀態(tài)。放大器工作在接近但未超出箝位電平，因此有效獲得了放大器的高性能工作。
綜合上面描述的訓(xùn)化元件會遇到許多實(shí)際問題。當(dāng)從訓(xùn)化模式方面轉(zhuǎn)向另一模式時，有害的載波饋入項(xiàng)會引起不利發(fā)散。這個問題進(jìn)一步由于在開環(huán)和閉環(huán)訓(xùn)化模式兩種情況下載波饋入的起源(contributors)不同而更加嚴(yán)重。在開環(huán)模式下，只有前面的電路包括前混頻器(26)產(chǎn)生有效的載波饋入項(xiàng)。在閉環(huán)模式，雖然，前變頻器起的作用被位于其前的前路徑增益所抑制，但取而代之，在反饋路徑中的后混頻器(36和37)及相關(guān)的電路構(gòu)成載波饋入的主要源。所以，閉環(huán)和開環(huán)載波饋入項(xiàng)實(shí)際上是彼此獨(dú)立的，而且可以是大不相同，因此，開關(guān)從開環(huán)到閉環(huán)訓(xùn)化模式的轉(zhuǎn)變可引起顯著的發(fā)散。
在這個實(shí)施例中的用于使發(fā)散減到最少的效果的方法參考示于圖2的更簡化的反饋環(huán)(200)也許更容易理解。這是一種典型的反饋環(huán)，第一加法器(201)產(chǎn)生一誤差(error)信號VE，它代表輸入信號VI和反饋信號VF二者之差。前面路徑的增益包括兩個主要起源;第一放大器(202)有第一增益(A1)和第二放大器有第二增益(A2)。正如前面的實(shí)施例所描述的，這些增益級(202和203)有連在二者之間的加法器(204)，加法器(204)余下的輸入接收輸入信號VI。通過選擇(A2)(B)＝1(A1)變?yōu)橛行Лh(huán)增益。產(chǎn)生許多優(yōu)點(diǎn)。為了在閉環(huán)工作中所期望的高環(huán)增益V0≌ (Vi)/(B)在另一方面，通過置A1＝0，環(huán)有效打開并且V0＝(A2)(Vi)＝ (Vi)/(B)這樣，在相等的開環(huán)和閉環(huán)增益之間所期望的轉(zhuǎn)換目標(biāo)通過選擇使第一增益單元(202)的能否工作來實(shí)現(xiàn)。對于上述為了簡化環(huán)(200)，V0＝Vi (A2(1+A1))/(1+(A1)(A2)(B)) ≌ (Vi)/(B) 。
在前部向上混合路徑中的載波饋入源描述為AU，在反饋向下混合路徑中的載波饋入起源被描述為AD。通過采用AGC(自動增益控制)型放大器來完成第一增益級(202)及相對慢地改變增益控制從0到所述增益A1，使在開環(huán)和閉環(huán)兩個模式中的不同的載波饋入信號出現(xiàn)平滑過渡。這充分地減少了在這個過渡點(diǎn)上的發(fā)散。
為了訓(xùn)化的目的在訓(xùn)化模式期間利用一預(yù)定基頻帶輸入訓(xùn)化波形來提供了一個適當(dāng)?shù)男盘柌⑼瑫r使發(fā)散機(jī)會減到最少，尤其是在使用上面披露的放大器結(jié)構(gòu)時。一個訓(xùn)化波形的例子出現(xiàn)在圖3(依照給定系統(tǒng)的實(shí)際需要波型的不同部分實(shí)際時標(biāo)寬度及相對振幅，可以有相當(dāng)大的變化。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員充分理解這一點(diǎn))。這個順序以100微秒的開環(huán)初始間隔開始，在此間隔期間激勵器(31，見圖1)的源控制電壓逐漸斜坡上升。電源的這個斜波供給使發(fā)散減到最少。緊接著，一個200微秒的間隔(301)提供開環(huán)相位調(diào)整間隔，在此間隔期間環(huán)相位參數(shù)可以有如上述的進(jìn)行調(diào)整。在間隔(30)結(jié)束時相位已調(diào)好并且確保當(dāng)環(huán)按順序閉合時是穩(wěn)定的。
下一個200微秒間隔(302)給上面描述途徑在開環(huán)和閉環(huán)訓(xùn)化模式之間提供了平滑過渡的機(jī)會?，F(xiàn)在在一個閉環(huán)訓(xùn)化模式(303)里，執(zhí)行電平設(shè)置過程來確定恰當(dāng)?shù)捏槲浑娖?。在這個模式，輸入信號(304)在近似400至500微秒期間從0至箝位電平斜向上升。如同前面描述的，在此模式期間，當(dāng)斜波順利獲得箝位時，環(huán)放大器(21)以低增益帶寬和慢轉(zhuǎn)換速率模式運(yùn)行，使發(fā)散減到最少。在箝位電平的檢測和測量之后，這個波形是傾斜向下且接下來的信息信號被恰當(dāng)改變比例以避免箝位。環(huán)放大器然后被置于滿增益帶寬以及正常轉(zhuǎn)換速率性能以便線性化電路(Linearizer)在同步時可以減少信道干擾且信息信號接順序開始。這向下的斜波時間典型的可以是持續(xù)200微秒。
上述訓(xùn)化順序是假定，開環(huán)和閉環(huán)訓(xùn)化工作發(fā)生在即時順序中，起碼是在傳輸?shù)拈_始時。在運(yùn)行的TDM模式中，如圖4描繪的，每一個子框(Subframe)(401)可以包括訓(xùn)化部分，它典型的被放置在每一個子框的開始。每個訓(xùn)化部分(402)可以由適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)序列跟隨著，數(shù)據(jù)序列可包括同步信息，編碼專用語、用戶數(shù)據(jù)、及類似的數(shù)據(jù)。
其它實(shí)施例當(dāng)然是本技術(shù)領(lǐng)域一般技術(shù)人員所明了的。例如，圖5所描繪的，第一個子框(501)可以是以開環(huán)訓(xùn)化部分(506)開始。下一個子框(502)又可以是用一個連續(xù)的開環(huán)訓(xùn)化部分(507)開始。下一個按順序的子框(503)中，這個子框可以是以閉環(huán)訓(xùn)化部分(508)開始。用這些離散的訓(xùn)化部分(506、507和508)，可以用更多的時間來完成上述的訓(xùn)化，因此在給定的應(yīng)用中可以獲得增加的精度。在另一種選擇中，每一個部分的時標(biāo)配份可從上面描述那些配份中減少，因此盡管每個子框使用的時間更少，卻產(chǎn)生了就精度而論類似的結(jié)果。在這個特別描述的實(shí)施例中，一旦開環(huán)和閉環(huán)訓(xùn)化模式開始進(jìn)行，在接下來的子框(504)中的按順序下來的訓(xùn)化模式(509)可以被結(jié)合成開環(huán)和閉環(huán)訓(xùn)化部分，在這里基于這樣的設(shè)想即先期獲得的信息將使訓(xùn)化需要減到最少，較少的時間周期被用于訓(xùn)化方法。
在另一種方法(圖6)中，訓(xùn)化段(601)可以被提供在一些子框(602)中，但是在其它子框(603)中沒有。這為后者(603)留下增加的可用部分來容納附加數(shù)據(jù)的通過量。根據(jù)預(yù)定程序(例如每一個其它子框可以包括一訓(xùn)化段)訓(xùn)化段(601)可以被跳過(skipped)，或是通過在其數(shù)據(jù)信息中提供編碼指示，以動態(tài)方式安排或取消訓(xùn)化段，由此，接連發(fā)生的訓(xùn)化部分可以根據(jù)需要來安排和取消。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)反饋放大器，包括A)用于接收輸入信號的輸入裝置；B)用于提供與輸入信號的處理模式相關(guān)的反饋信號的反饋裝置；C)線性化裝置可操作地連接到輸入裝置及反饋裝置上用于處理輸入信號至少部分地作為反饋信息的一個函數(shù)；D)訓(xùn)化裝置，它用于在訓(xùn)化模式運(yùn)行期間有選擇地產(chǎn)生ⅰ)反饋信號，它被相位調(diào)節(jié)來提供相位調(diào)整定位；及ⅱ)放大器，它用以被限制的帶寬干擾率在箝位電平被操作確定電平；這樣的放大器，在非訓(xùn)化工作模式期間使用相位調(diào)整定位和箝位電平信息。
2.一種負(fù)反饋放大器，包括A)第一信息信號路徑，包括第一放大器及濾波器，以及第一向上變換混頻器;B)第二信息信號路徑，包括第二放大器及濾波器，以及第二向上變換混頻器;C)被連接到第一和第二信息信號路徑的聯(lián)合信息信號路徑，包括激勵器、放大器、及輸出;D)連接在出與第一信息信號路徑之前的第一反饋信號路徑，包括第一向下變換混頻器;E)連接到輸出與第二信息信號路徑之間的第二反饋信號路徑，包括第二向下變換混頻器;F)訓(xùn)化裝置，它用于選擇性的引起ⅰ)在開環(huán)訓(xùn)化工作模式中，第一和第二放大器及濾波器被有效地旁路，第一及第二反饋信號路徑去相位調(diào)整;以及ⅱ)在閉環(huán)訓(xùn)化工作模式下，第一和第二放大器及濾波器以減少的帶寬和減少的轉(zhuǎn)換速率的工作模式被操作，用于確定聯(lián)合信息信號路徑的箱位電平信息。
3.如權(quán)利要求2的負(fù)反饋放大器，其中訓(xùn)化裝置的進(jìn)一步功能是使負(fù)反饋放大器在至少一些非訓(xùn)化工作模式期間用相位調(diào)整的第一和第二反饋信號路徑以及箱位電平信息。
全文摘要
一種線性發(fā)射機(jī)，具有開環(huán)和閉環(huán)訓(xùn)化模式的性能，其功能在于以減少相鄰信道干擾的方式來排定和促進(jìn)這些訓(xùn)化模式。利用訓(xùn)化波形可以增強(qiáng)這些工作目標(biāo)，在TDM系統(tǒng)中可以以多種方法使開環(huán)和閉環(huán)的訓(xùn)化模式的安排有序化。
文檔編號H03F3/24GK1061123SQ91108378
公開日1992年5月13日 申請日期1991年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月31日
發(fā)明者保羅·H·蓋爾斯, 弗朗西斯·R·耶斯特, 威廉·J·特尼 申請人:莫托羅拉公司