專利名稱：產(chǎn)生射頻信號的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于調制和功率放大低頻或者中頻信息信號到射頻信號的設備，其中寬的頻帶上同時地實現(xiàn)高線性和高效率。通常知道，本發(fā)明涉及用于M元數(shù)字信號的的調制和功率放大的設備，該數(shù)字信號是包括M號碼的不同離散信號值的信號，在此M是大于等于二的整數(shù)。
本發(fā)明也涉及與這樣的設備一起應用的方法。
在傳統(tǒng)的射頻信號的功率放大量中，原則上必需在高效率或者高線性之間進行選擇。例如，C類放大器提供高效率，雖然該線性例如對于寬帶應用是不夠的，而A類放大器相對地是線性的，但是具有低的效率。當使用同一個放大器用于在不同的載波上調制的好幾個信息信號的放大時，或者當使用線性調制格式比如QAM(QAM＝正交幅度調制)時，要求一個功率放大器，其線性是非常地高，因為在輸入信號分量的所有的相位和幅度位置保持在放大處理的情況下這是主要的。否則，在信號分量之間可能出現(xiàn)交叉調制以及/或者該放大的總和信號的頻譜可能變寬，以致表明與經(jīng)過其它信道傳送的信號的干擾的危險。適合用于多個窄帶信道的同時功率放大的放大器和準備放大載波的功率放大器是提出上述的高線性要求的設備的例子，其中幾個CDMA信道CDMA＝(碼分多址)重疊。
D.P Myer在他的文章“A multicarrier Feed-forword AmplifierDesign”，1994年10月，微波雜志，第78-88頁中研究了高帶寬線性功率放大器如何可能獲得高帶寬線性功率放大器，前饋輸入信號到功率放大器使能確定非線性以便補償。
在1988年IEEE Vehicular Technology Conference的第478-484頁A.Bateman等人的″線性收發(fā)信機體系結構″的文章里透露了如何可能借助笛卡爾的反饋，所有的適合預失真的LINC原理(LINC＝具有非線性分量的線性放大)替代地獲得具有高線性的功率放大器。
在1995年7月6日IEEE有關電路和系統(tǒng)-I基本原理理論和應用，42卷6期會報K.-Y.Chan等人的文章″基于線性調制器的RF合成實現(xiàn)和分析″中，分析通過射頻合成產(chǎn)生QPSK調制無線電信號(QPSK＝正交相移鍵控)的不同方法。所有的方法包括利用所謂的CALLUM原理，它是LINC原理的進一步發(fā)展(CALLUM＝組合模擬鎖定環(huán)路通用的調制器)。
V.F.Dias等人在微電子學雜志，25，1994年253-277頁他們的文章中提出用于高分辨率和寬帶的A/D變換器應用的∑-Δ調制器，用于單個比特，多比特和級聯(lián)耦合的∑-Δ調制器的寬帶應用的說明。
從專利說明書US-A 5,401,953知道在單個和指數(shù)型射頻調制中利用∑-Δ調制器，即正交分開的信號分量的射頻調制。歐洲專利EP-B1 426560也透露一個解決方案，其中∑-Δ調制器用于指數(shù)地調制輸入信號。
在微電子學雜志，1996年27卷第6期，第505-524頁V.da FonteDias的文章“用于正交帶通A/D轉換的復數(shù)信號∑-Δ調制器”中，敘述可能使用復數(shù)∑-Δ調制器實現(xiàn)有利的噪聲濾波。這些調制器進行相對于D.C電壓是不對稱的可能的噪音傳輸功能。結果，該設計方法相對于這類調制器的低的和高次級聯(lián)拓撲結構可以做得非常簡單的。
光驅動Optically Activated Switching III，SPIE，1873，1993卷第238-24頁K.Cardwell等人的文章″在具有線性硅交換的UWB一代的進展″揭露了借助于光激活硅開關LASS(LASS＝光激活硅開關)產(chǎn)生超帶寬雷達脈沖的方法。
使用一個脈沖激光器，光延遲器件和光電導的開關提供特高頻電磁脈沖的兩個不同的方法在1995年IEEE關于電路和系統(tǒng)討論會第704-707頁R.Mason等人的文章″使用混合的電-光趨近的高速率，高分辯率模擬-數(shù)字變換″中和在美國專利US-A 5401953的說明書中揭露了。
高可靠的，長壽命的硅光電導的開關從1993年光激活交換III，SPIE，1873卷第27-38頁A.Rosen的文章″長壽命硅光電導的半導體開關″中知道了。
在脈沖雷達應用中的用于熔解反應器的等離子區(qū)的生產(chǎn)，X光射線的探測和寬帶高功率脈沖的產(chǎn)生是使用光激活開關的另外領域的例子。
本發(fā)明提供常規(guī)信息信號的脈沖成形和功率放大的設備和方法，它可以是模擬或者數(shù)字的，簡單的或者正交分成兩個信號分量。建議的解決方案在一個寬的頻帶上高線性以及高效率。
用于D/A變換以及A/D變換的解決方案可以在一個大的動態(tài)范圍上以∑-Δ調制獲得，因為附加取樣以及使用的噪音濾波減少所包括的模擬電路的線性的要求以及它們之間的匹配要求，而且，使用于該解決方案中的抗混淆濾波器可以做得相對地簡單，該解決方案很適合于集成的電路。不幸地，按照本方法目前還沒有足夠快地直接合成射頻信號的電路。
由US-A 5401953教導的解決方案使用一個低通信號比特∑-Δ調制器與用于產(chǎn)生射頻信息信號的常規(guī)的功率放大器組合。
在1995年IEEE關于電路以及系統(tǒng)的國際研討會，第704-707頁R.Mason等人的文章″使用混合的電-光趨近的高速率，高分辯率模擬-數(shù)字變換″中描述的解決方案包括借助于一個脈沖激光器光延遲器件以及光電導的開關產(chǎn)生特高頻電磁脈沖的一種方法。
然而，前面沒有描述解決方案，其中∑-Δ調制的信息信號是脈沖成形的以及借助于電壓饋送開關功率放大，它又由脈沖成形的信息信號控制。
因此，本發(fā)明的目的是借助于一個開關單元實現(xiàn)數(shù)字輸入信號的高效率，線性脈沖波形以及功率放大，該開關單元包括對電離輻射敏感的或者易感應的的導電單元。
數(shù)字信號可以已經(jīng)是脈沖成形的和對功率放大器的非線性不敏感的，該數(shù)字信號經(jīng)過∑-Δ調制有利地獲得?！?Δ調制器可以從任意的模擬或者數(shù)字信息信號產(chǎn)生很多的信號值。
按照本發(fā)明建議的第一設備∑-Δ調制輸入的信息信號和產(chǎn)生一個數(shù)字信號，該數(shù)字信號可以取M個號碼的不同的離散信號值。然后該數(shù)字信號在一個混合和放大單元中轉換為電壓轉換的信息傳遞信號，經(jīng)過濾波從它提取該信號的要求的頻譜部分。電壓轉換的信號是通過按照該數(shù)字信號的信息量控制M個開關從該數(shù)字信號中獲得的。每個開關連接到獨有的提供電壓的開關和對所有的開關是共同的的輸出。當給定開關關閉時，所述開關的供給的電壓變得對于該輸出是可用的。該開關被控制，以使一次僅僅關閉一個開關。該電壓轉換的信息傳遞信號包含關于對所述開關共同的輸出的電壓變化。發(fā)明的設備的特征在于下列權利要求1提出的特性。
在按照本發(fā)明建議第二設備中，通過分開的∑Δ調制各自的信號成分從兩個正交分開的信息信號成分產(chǎn)生兩個數(shù)字信號。該數(shù)字信號可以取M個不同的離散信號值。該數(shù)字信號在兩個混合和放大單元中轉換為電壓轉換的信息傳遞信號，然后該信息傳遞信號加到一個下行求和單元，其中形成一個總和信號。最后通過濾波從總和信號中取出該頻譜的要求部分。通過按照各自的數(shù)字信號的信息量控制M個開關，電壓轉換的信號以同樣的方式從該數(shù)字信號中產(chǎn)生，正如上面描述的。本設備具有在下列權利要求2中提出的特征的特性。
按照本發(fā)明建議的第三設備借助于∑-Δ調制器從輸入的信息信號中產(chǎn)生兩個正交分開的數(shù)字信號。該數(shù)字信號可以取M個不同的離散信號值。對應于該數(shù)字信號的電壓轉換的信息傳遞信號在兩個混合和放大單元中產(chǎn)生，這些信息傳遞信號在一個下行總和單元中求和以形成一個總和信號。通過濾波從該總和信號分開該頻譜的要求部分。電壓轉換的信號以同樣的方式使用M個開關從該數(shù)字信號中產(chǎn)生，正如關于第一建議的設備中描述的。該設備的特征在于在下列權利要求3中提出的特性。
本發(fā)明也涉及用于輸入信息信號的脈沖成形和功率放大的一種方法。根據(jù)該方法，通過∑-Δ調制，該信息信號重建為一個數(shù)字信號，包括M個離散信號值。代表該數(shù)字信號的N比特字與一個給定符號序列相乘，在此例如n＝2logM，符號序列例如可以是一個所謂的哈達馬(Hadamard)序列。二進制本機振蕩器信號0，1]是可能的Hadamard順序的一個簡單的例子。然而，周期性地重復的任何其它符號序列也同樣地可以用。包括在該符號序列的那些符號也可以是M接近，即符號可以取M個不同的離散值之一。
由乘法處理得到的信號被解碼和控制，或者按照相關的值引導到M個可能的開關的給定的開關。每個開關連接到獨有的提供電壓的開關，也連接到為所有的開關是共同的一個輸出。當給定的開關關閉時，它的提供電壓對所述輸出變得可用了而該開關被控制，因此一次僅僅關閉的一個開關。該電壓轉換的信息傳遞信號包含關于所述開關的共同的輸出的電壓變化。通過帶通濾波從該信息傳遞信號取出該頻譜的要求部分。這種方法的特征在于在下列權利要求12中提出該特性。
用于輸入信息信號的脈沖成形和功率放大的第二發(fā)明的方法包含通過∑-Δ調制重建該信息傳遞信號為給一個數(shù)字信號，其中所述數(shù)字信號可以取M個不同的離散信號值。該數(shù)字信號被解碼和按照該有關值控制給一個給定的脈沖發(fā)生器，它傳送具體的長度的脈沖。該脈沖轉換到電離性輻射和分開為不同的成分。每個成分通過一個分開延遲元件發(fā)送，所有的延遲元件產(chǎn)生不同的信號延遲。然后電離性輻射的脈沖組合為M個脈沖串，使得該脈沖串一起代表該數(shù)字信號和給定的符號序列的產(chǎn)品信號。電離性輻射的每個脈沖串照射一個給定的導電單元，其導電性取決于緊密接觸或者落入該單元的電離性輻射的數(shù)量。當通過電離性輻射緊密接觸時，每個導電單元將一個對該單元唯一的電源電壓傳遞給對所有導電單元是共同的輸出。該導電單元以這樣一種方法被照射使得在時間的任何給定的片刻僅僅一個單元是導電的。此方法的特征在于在下列權利要求14提出的特性。
用于脈沖成形和功率放大輸入信息信號的第三個發(fā)明的方法包括∑-Δ調制兩個正交分開的信息信號成分為兩個M接近數(shù)字信號。即，每個可以取M個不同的離散的信號值的信號。該數(shù)字信號被混頻和分別地放大，雖然同樣的符號序列使用于上混頻處理中。然而，第二數(shù)字信號與一個符號序列混頻，該符號序列相對于被用于上混頻該第一數(shù)字信號的符號序列移動四分之一周期。電壓轉換的信號借助于一個開關單元建立，該開關單元以上述方法之一使用電離性輻射和M導電單元。上混頻和電壓轉換的信號求和，提供一個總和信號，然后通過濾波該總和信號獲得要求功率信號。這種方法的特征在于在下列權利要求15中提出的特性。
在用于脈沖成形和功率放大輸入信息信號的第四個發(fā)明的方法中，通過∑-Δ解調該信息信號被分成兩個正交成分，其中該成分以與剛才描述方法類似地被混頻，放大，組合和濾波。這種第四方法的特征在于在下列權利要求16提出的特性。
因此建議的設備和方法解決了目前MCPA解決方案中遇到的問題和迄今所有的已知的線性調制系統(tǒng)遇到的關于效率和線性的那些問題，沒有以最后提到的代價實現(xiàn)首先提到的問題或者反之亦然。在∑-Δ調制過程中應用的附加抽樣和噪音濾波使得輸出信號的能有高線性了，而同時使能使用基于開關技術的非線性功率放大器。
借助于∑-Δ調制和基于開關的放大，信息信號的脈沖成形和功率放大避免了大功率信號的組合。這使無線電信號能產(chǎn)生而沒有使用龐大的功率合成器。而且，匹配輸入的信號成分的相位或者幅度是不必要的，用于輸入模擬信息信號的電路實施相對地簡單了。由于可以避免微波結構的而更進一步簡化該電路，即使在該微波范圍內產(chǎn)生無線電信號。
借助于∑-Δ調制器根據(jù)本發(fā)明的脈沖成形和功率放大不需要整理輸入的成分。另外，該構造可以承受到很高的電壓和功率。該放大器可以具有寬帶寬，雖然具有大功率的輸出。因為該放大器的寬帶寬，也對發(fā)射機濾波提出相對地低要求。該開關單元的光交換也給出理想的后向隔離和最小的抖動。
正交分開的信息信號被∑-Δ調制、混頻和分別地放大，或者以∑-Δ調制器產(chǎn)生正交分開的數(shù)字信號的方案是非常容易實現(xiàn)的。然而精確地匹配在輸入信號成分之間即在I信道和Q信道之間的相位和幅度是必要的。
本發(fā)明也通過組合多比特∑-Δ調制器與多電平型功率放大器在附加抽樣因素和電路復雜性之間進行折衷。
這種建議的方法和設備也使多個CDMA信道重疊在同一個載波，或者同時地放大一個給定頻帶中的幾個窄頻帶載波。
具有高峰值因素PF即在最大峰值功率PP和冠以P的平均有效之間的高商的OFDM信號可根據(jù)建議的方法有效地放大，因為該方法提供很高的動態(tài)。
最后，該建議的方法提供MCPA應用的小的，便宜的和簡單的電路解決方案。


圖1是用于數(shù)字輸入信號的一個已知的∑-Δ調制器的方框圖；圖2是用于模擬輸入信號的已經(jīng)知道的∑-Δ調制器的方框圖；圖3舉例說明來自供給正弦信號的四電平∑-Δ調制器的輸出信號的例子；圖4是根據(jù)該建議方法的第一實施例舉例說明用于脈沖成形和功率放大一般信息信號的方框圖；圖5是舉例說明圖4中的混頻和放大單元420的第一變型的一個電路圖；圖6是舉例說明在圖4中該混頻和放大單元420的第二變型的電路圖；圖7a-7c圖解舉例說明在圖1和6中三個最重要的信號的信號振幅如何可以隨時間變化的例子；圖8是舉例說明在圖4中該混頻和放大單元420的第三變型的電路圖9a-9c舉例說明圖8中的三個最重要的信號的信號振幅如何可以可以隨時間變化的例子；圖10是在圖4中的混頻和放大單元420的第四變型的電路圖；圖11是舉例說明根據(jù)該建議方法的第二實施例用于脈沖成形和功率放大一般信息信號的設備的方框圖；圖12是在圖11中的混頻和放大單元11420的電路圖；圖13a-3d圖解舉例說明該信號振幅或者圖12中的三個最重要的信號如何隨時間變化的例子；圖14是根據(jù)該建議方法的第三實施例舉例說明用于脈沖成形和功率放大一般信息信號的設備的方框圖，該一般信息信號已被分成正交信號分量；圖15是根據(jù)該建議方法的第四實施例舉例說明用于分開一般信息信號為正交信號分量的設備的方框圖，該正交信號分量是脈沖成形和功率放大；圖16是根據(jù)該建議方法的第五實施例舉例說明用于脈沖成形和功率放大一般信息信號的設備的方框圖，該一般信息信號已經(jīng)被分成正交信號分量；和圖17是根據(jù)該建議方法的第六實施例用于分開一般信息信號為正交信號分量，它們是脈沖成形和功率放大。
現(xiàn)在參見其示例的實施例，也參見附圖更詳細地描述本發(fā)明。
圖1是舉例說明輸入數(shù)字信號XD典型地如何在∑-Δ調制器中調制以便形式一個數(shù)字輸出信號Y。為了簡單假定數(shù)字輸出信號Y是二進制的，即能夠取兩個不同的信號值，比如一個1和負1(-1)。然而，在實踐中輸出信號Y可以便利地包括幾個比特和可以假定兩個以上的不同的信號值。加法器110形成在該輸入信號XD和該輸出信號Y之間的差信號e。差信號e在具有傳輸函數(shù)H的數(shù)字濾波器120中被濾波，獲得濾波信號h(e)。這個信號h(e)與在時鐘CK量化器130的參考電平比較。如果濾波信號h(e)超過該參考電平，則量化器130傳送第一數(shù)字信號，例如一個1，而如果該濾波信號h(e)是在該參考電平以下，則量化器130傳送第二數(shù)字信號，例如一個負的1(-1)。通常該參考電平設置為該輸出信號Y的兩個最接近的可能的信號值的算術平均數(shù)值。因此，當該輸出信號Y包括M個可能的信號值時，要求M-1參考電平。因此在該輸出信號Y是二進制和包括符號1和-1的具體情況下該參考電平設置為零。
相應地，圖2是舉例說明代表地在開關∑-Δ調制器中如何調制輸入模擬信號XA和形成數(shù)字輸出信號Y，在這種情況下它也是二進制。由加法器210確定在該輸入信號XA和對數(shù)字輸出信號Y的模擬對應YA之間的差信號e由加法器210確定。差信號e在具有該傳輸函數(shù)H的模擬濾波器中濾波形成一個濾波信號h(e)該濾波器信號h(e)在時鐘CK比較器230中與電壓電平零伏特比較。如果濾波信號h(e)超過零電平，比較器230傳遞第一數(shù)字信號，如一個1，而如果濾波信號h(e)是低于零電平，比較器230傳送第二數(shù)字信號，例如負的1(-1)。然而，在該模擬情況下，該輸出信號Y較好地包括單個比特以上，因為給定的分辨率要求低的采樣率。該輸出信號Y在時鐘CK D/A變換器240中轉換到一個相應的模擬信號YA，并且返回到加法器210。以便保證D/A變換器240和比較器230之間的同步，這兩個單元230，240是由同樣的時鐘信號CK控制的。
∑-Δ調制器的傳輸函數(shù)YX=H1+H]]>，在此X＝XD或XA，具有低通特性并且因此由低通濾波該輸出信號獲得輸出信號Y的要求的頻譜。然而，在大多數(shù)的無線電應用中，數(shù)字濾波器120的傳輸函數(shù)H較好地是一個帶通型函數(shù)，因為具有傳輸函數(shù)YE=11+H]]>的量化噪音e＝X-Y實際上可以被移動到該輸出信號Y的有用的頻譜外部。
圖3表示來自具有四個可能的輸出信號值3u，1u，-1u和-3u的開關∑-Δ調制器的輸出信號的例子，供給它們一個模擬正弦信號X(t)＝2u sin(2πt/T)，即具有幅度2u和周期時間T。在所示的例子中，∑-Δ調制器的取樣頻率已經(jīng)選擇為比該正弦信號的頻率高48倍，意味著附加抽樣系數(shù)等于24。因此，該輸出信號Y(t)的48個樣值用于代表該輸入信號X的一個周期。在統(tǒng)計上知道，當該輸入信號X(t)高于第一參考電平0但是低于第二參考電平2u時，輸出信號Y(t)最經(jīng)常取該值1u，而當輸入信號X(t)超過該參考電平2u時，該輸出信號Y(t)經(jīng)常取值3u，等等。所述的輸出信號Y(t)取決于輸入信號X(t)和最近的前述輸出信號Y(t-1)的值。因此通常知道，該輸出信號Y(t)在樣值到樣值的兩個相鄰的信號值之間任意的交替。當輸入信號X(t)概略地等于零時，該輸出信號Y(t)在值1u和-1u之間任意的轉換。當輸入信號X(t)為約等于2u時，輸出信號Y(t)在1u和3u之間相應地變化，而當輸入信號X(t)為約-2u時，在-1u和-3u之間相應地變化。然而，正如從圖3是明顯的，出現(xiàn)甚至更大隨機變化。
圖4是舉例說明發(fā)明的設備的第一實施例的方框圖。通過首先處理在∑-Δ調制器410中的信息信號XIF，該設備脈沖成形和功率放大輸入信息信號XIF?！?Δ調制器410可以是一個所謂的帶通型調制器，意味著它的分量濾波120和220分別地具有一個帶通濾波特性，或者一個所謂的低通型調制器，意味著它的成分濾波器120和220分別地具有低通濾波器特性。∑-Δ調制器410可以或者是數(shù)字的。正如上面關于圖1描述的，或者正如在圖2中說明的取決于該信息信號XIF是數(shù)字的或者模擬的。一個M接近數(shù)字輸出信號Y，即可以取M個不同的離散值的信號在該∑-Δ調制器410的輸出傳送。數(shù)字信號Y代表每秒取樣FS次數(shù)的信息信號X1F的版本。數(shù)字信號Y在一個混頻與放大單元420中接收，它包括一個混頻器421，一個解碼單元422和一個開關單元423。數(shù)字信號Y是借助于給定的符號序列B上混頻以便形成一個射頻信號RF。符號序列B的符號定時fB選擇等于多倍N的取樣頻率fS，即fB＝nfs。作為這個選擇的結果，在混疊畸變的奈奎斯特頻率之上的射頻信號RF的頻譜的重復被精確地混疊在奈奎斯特頻率以下對應信號頻譜上而不惡化有用信號。
借助于解碼單元422控制給開關單元423的給定的輸入射頻信號RF。在開關單元423中產(chǎn)生一個電壓轉換的信息傳遞信號P，它在濾波器單元430中濾波。從該單元430的電壓轉換的信號P中提取要求的頻帶。濾波單元430最好地包含一個帶通濾波器，它的中心頻率fo在帶通濾波器單元423的輸出上傳送。當希望獲得該符號序列B的符號率的更高的倍例如M倍的信號頻譜時，在此m＞n，改為選擇對應于這個多倍的中心頻率fo，即fo＝mfB。當電壓轉換的信號P僅僅包含低頻時，比如在音頻應用的情況下，它可適用于濾波單元430，而具有適當帶寬的低通濾波器的形成。
圖5是表示在圖4的混頻與放大單元420的第一變型的電路圖。通過混頻單元421接收二進制數(shù)字輸入信號Y，在此該信號Y被乘以乘數(shù)5100中的一比特序列B。這例如可以由“并”門XOR實現(xiàn)。射頻信號RF在乘法處理中形成。比特序列B是在碼序列生成器5110產(chǎn)生，而且有利地是一個Hadamard序列，例如1，0]，它在一個連續(xù)循環(huán)中重復。然而，比特序列B可以包括重復的而不中斷的M個接近符號的任何選擇組合。
混頻單元421也包括一個時鐘脈沖發(fā)生器5120，它產(chǎn)生一個同步信號CL給碼序列生成器5110，和∑-Δ調制器410。同步信號CL保證∑-Δ調制器410和碼序列生成器5110同步地操作。
當射頻信號RF具有第一值例如1時，在解碼單元422中控制射頻信號RF為開關單元423的第一輸入，而當射頻信號RF具有第二值時，控制射頻信號RF為開關單元423的第二輸入例如0。在二進制情況下，解碼可以借助于倒相器5200完成，它傳送反相的射頻信號RF給開關單元423的第二輸入。
當射頻信號RF具有信號值1時，在開關單元423中激活用于產(chǎn)生電離性輻射5310的第一單元，而當射頻信號RF具有信號值0時，倒相器5200傳送一個信號，激活用于產(chǎn)生電離性輻射5320的第二單元。在混頻和放大單元420的這個變型中，該電離性輻射包含在光波長區(qū)的電磁能量，而因此單元5310和5320分別地是激光器單元或者其它發(fā)光單元，比如發(fā)光二極管。當激活時，每個相應的光產(chǎn)生單元5310和5320產(chǎn)生各自的光信號O1和O2，這個信號經(jīng)過光傳輸介質傳送給各自的導電單元5330。在這方面使用的主要傳輸介質是光纖，雖然空氣、棱鏡或者玻璃線材也是用于發(fā)送各自的光信號o1，o2的適當?shù)拿襟w。導電單元5330，5340包括一個材料，它的導電性取決于光照射在那上面的數(shù)量，換言之，該導電單元是光電導開關。這些開關可以是晶體管，閘流管或者二極管。光電導開關的活動部分可以便利地包含砷化鎵GaAs，摻金硅Au/Si 10-6或者銅摻雜硅Cu/Si 10-6的一個電路板。要求的重新組合時間和間接地該光電導開關的開和關次數(shù)可通過變化該開關的襯底的雜質內容定做。
第一光電導開關5330連接到正電壓+U和一個輸出。第二光電導開關5340連接到一個負電壓-U，它便利地具有與第一光電導開關5330的正電壓+U相同的絕對值和相同的輸出。當?shù)谝还怆妼ч_關5330以光o1照射時，它的供電電壓+U在所述輸出是可用的，而當?shù)诙怆妼ч_關5340以光o2照射時，該開關的供電電壓-U在該輸出是可用的。射頻輻射RF被解碼，因此在任何一個時間瞬時僅僅一個光電導開關是關閉的。因此電壓轉換的信息傳遞信號P可以讀為在光電導開關5330，5340的共同的輸出上的電壓變化。
電離性輻射也可以是X光長度的電磁輻射，或者可以包括在電位橋(potential bridge)之上加速的自由電子組成。氣體的媒介比如空氣可以被用于X光傳輸，而真空是更適當?shù)碾娮由渚€的傳輸介質。其活動部分包括具有相對地大帶隙(bandgap)的材料的導電單元可以相對于X光波長的電子束和電離性輻射進行選擇。導電單元的大的帶隙導致電壓轉換的信息傳遞信號P的低的噪聲級。然而，該導電單元的帶隙越大，每個傳送的光子要求的能量越多。自然地常規(guī)的光電導的單元也可以通過X光輻射和電子的射線控制。利用所謂的光熄滅(photoquenching)的導電單元也可適用于所有的類型的電離的輻射。在傳導性單元中光熄滅引入更高的復合速率，使該開關能比在傳統(tǒng)的光電導的轉換情況下更迅速地轉換到打開。
圖6是圖4.的混頻和放大單元420的第二變型的電路圖。二進制數(shù)字信號Y帶入混頻單元421并且在乘法器6100中乘以一個比特序列B。射頻信號RF是以與參見圖5描述的同樣的方式在該乘法處理中產(chǎn)生的。比特序列B是在編碼序列生成器6110中產(chǎn)生的，它由來自時鐘脈沖發(fā)生器6120的同步信號CL定時的。同步信號CL也保證在∑-Δ調制器410和編碼序列生成器6110之間協(xié)調傳遞給∑-Δ調制器410。
射頻信號RF傳遞給解碼單元422中的光信號選擇器6310。當該射頻信號RF取第一信號值例如1時，一個不變的光信號O以第一光信號o1的形式從光產(chǎn)生單元6200例如激光單元發(fā)送給在該開關單元423中第一光電導開關6310，而當該射頻信號RF取第二信號值例如0時，光信號O以第二光信號o2的形式被發(fā)給第二光電導開關6320。因為光信號選擇器6210能夠控制該光信號O的速率反比于光信號O的功率，它該光信號O的功率盡可能低是理想的。光電導開關6310，6320被照亮的光功率應該相對地高。因此，在高數(shù)據(jù)速度脈沖成形和轉換時，開關單元423也較好地包括光放大器，它在所述信號傳遞給各自的光電導開關6310和6320以前放大該光信號o1，o2。
圖7a是說明在圖4-6中的二進制數(shù)字輸入信號Y的信號振幅Y(nTS)如何可以隨時間t變化的例子的圖?；A的信息信號被認為是每秒取樣1/TS次，意味著在兩個連續(xù)不斷的取樣之間的間隔是TS秒。沿著該圖的水平軸表示的是一個參數(shù)n，表示取樣間隔而不是時間t。該圖代表作為nTS的函數(shù)的二進制信號Y(nTS)。在這個例子的情況下，信號Y(nTS)可以假定該值1或者0。
圖7b舉例說明來自圖5的編碼序列5120和圖6的編碼序列6120的比特序列B。這個比特序列B具有比數(shù)字信號Y高得多的比特率。在這個例子中，比特序列B的比特率已經(jīng)選擇為fSx10，它概略地對應于在實踐中合理值的下限。在這種情況下，比特序列B假定交替值0和1，它們沿著該圖的垂直軸表示。時間t沿著該圖的水平軸表示。
圖7c舉例說明在圖4-6中電壓轉換的信息傳遞信號P。該圖表示信號P(t)為時間t的函數(shù)。該電壓轉換的信號P(t)的幅度分別地對應于供給電壓+U和-U的絕對值U和它的相位位置由數(shù)字信號Y的值1/0控制。當數(shù)字信號Y具有值0時，電壓轉換的信號P(t)與比特序列B相同，而當數(shù)字信號Y具有該值1時，電壓轉換的信號P(t)是該比特序列B的倒置。
圖8是圖4中的混頻和放大單元420的第三變型的電路圖，其中該數(shù)字輸入信號Y是四元的，換言之能夠假定四個不同的離散信號值數(shù)字信號Y是由混頻單元421接收，其中該信號乘以一個比特序列B并且產(chǎn)生一個射頻信息傳遞信號RF。乘法是借助于乘法器5100完成的，一個系數(shù)包含來自該數(shù)字信號Y的兩個比特字Y1，Y2并且其它系數(shù)是來自比特序列B的一比特。該乘積換言之該信息傳遞信號RF是以二進制比特rf1，rf2的形式表示的，激活解碼單元422的四個輸出e1-e4之一。當該信息傳遞信號RF取第一值例如rf1rf2＝00，信號在第一輸出e1傳送，而當該信息傳遞信號RF取第二值例如rf1rf2＝01，信號在第二輸入e上傳送，并且當該信息傳遞信號RF假定第三值例如rf1rf2＝10，信號在第三輸出e3上傳送，而當該信息傳遞信號RF取第四值例如rf1rf2＝11時，信號是在第四輸出e4上傳送。
在輸出e1-e4上的信號在開關單元423的光產(chǎn)生單元8310-8340中變換為光能量01-04。每個光信號01-04照射一個給定的光電導開關8310-8340，其導電率取決于滿足該開關的光的數(shù)量。
所有的光電導的開關8350-8380被連接到所有的所述開關所共用的輸出。第一開關8350也被連接到第一正供電電壓+U；第二開關8360被連接到第一負電源電壓-U；第三開關8370連接到比所述正供電電壓+U更高的第二正供電電壓3-3U，而第四開關8380連接到比所述負電源電壓-U更高的第二負壓電源電壓-3U。當光電導開關8350-8380滿足光脈沖o1-o4時，各自的電壓源+U，-U，+3U，-3U在射頻信號RF＝rf1rf2變化的時間傳送功率給該共同的輸出。這導致在具有對應于該數(shù)字輸入信號Y信息內容的信息內容的信息傳遞電壓轉換的信號P的開關單元423的輸出上的傳送。
混頻單元421也包括一個時鐘脈沖發(fā)生器8120，它產(chǎn)生一個同步信號CL給編碼序列生成器8110和∑-Δ調制器410。同步信號CL保證∑-Δ調制器410和編碼序列生成器8110同步地操作。
光信號O1-O4當然也可以包含上述的類別的電離輻射，即X光輻射或者電子束。光電導開關8350-8380在這些情況下可以以導電單元替換，其帶隙大于該光電導單元的帶隙。
圖9a是在圖8中作為取樣間隔n的函數(shù)的四元數(shù)字輸入信號Y的信號振幅Y(nTS)的例子的圖解說明。在這種情況下基礎的信息信號被認為也是每秒取樣1/TS次。信號Y(nTS)可以取四個不同的信號值y1y2＝00，01，10或11。
圖9b舉例說明來自圖8中的編碼序列生成器8110的比特序列B。比特序列B的比特率比該數(shù)字輸入信號Y的比特率高得多，而它的幅度在值1和0之間交替。該圖表示沿著垂直軸的幅度B(t)。時間t沿著水平軸表示。
圖9c圖解舉例說明圖8中的電壓轉換的信息傳遞信號P如何隨時間t變化的。電壓轉換的信號P(t)的幅度在各自的供電電壓+U，-U，3U，-3U的絕對值U和3U之間變化，而它的相位位置由數(shù)字信號Y極性控制。當數(shù)字信號Y具有正極性，即具有其最低有效位是零的一個值00或者10時，電壓轉換的信號P(t)的相位位置符合比特序列B(t)的相位位置，而當數(shù)字信號Y(nTS)具有值10或者11時，電壓轉換的信號P(t)取第二幅度3U。因此數(shù)字信號Y(nTS)的四位置的字母00，01，10，11在電壓轉換的信號P(t)中由兩個不同的幅度電平U和3U以及兩個不同的相位位置0°和180°的組合表示。
圖10是圖4中的混頻和放大單元420的第四變型的電路圖，在此數(shù)字輸入信號Y被認為是M接近，即包括M個不同的離散信號值。信號Y在混頻單元421中接收，其中它被乘以一比特序列B和產(chǎn)生一個射頻信息傳遞信號RF＝rf1，rf2，...，rfn....，yn；在這里從數(shù)字信號Y，n＝2logM，和其它系數(shù)是來自比特序列B的一比特。該乘積，換言之該信息傳遞信號RF以n二進制比特rf1，rf2，...表示在，rfn的形式表示，它激活解碼單元422的M個輸出e1-eM之一。當信息傳遞信號RF假定第一值，例如rf1...rf2＝0...0，在第一輸出e1上傳送一個信號，而當該信息傳遞信號RF假定第n個值例如rf1，...rf2＝1...1時，在第M輸出eM上傳送信號。解碼單元422的所有的其它M-2個輸出由該信息傳遞信號RF中的n比特的中間M-2組合激活。
在該輸出e1-eM的信號在開關單元423的光產(chǎn)生單元10310-10315中轉換為光能量。每個光信號照射給定的光電導開關10320-10325，它的導電率取決于落入開關和所述開關的該物理維數(shù)的光數(shù)量。所有的光電導開關10320-10325都被連接到對所有的開關是共同的輸出。而且每個開關連接到唯一的供電電壓的開關。因此，第一開關10320連接到第一正的供電電壓+U，第二開關5360連接到第一負電源電壓-U，等等直到M-1開關10324，它連接到M/2正的供電電壓+(M-1)U和第M開關10325，它連接到M/2負電源電壓-(M-1)U。當光脈沖作用在光電導開關10320-10325時，電壓源+U，-U，+3U，...，+(M-1)U，-(M-1)U在射頻信號RF＝rf1rf2...rfn變化的時間傳遞功率給共同的輸出。這導致信息傳遞電壓轉換的信號P的傳遞，該信息傳遞電壓轉換的信號P的信息量對應于在開關單元423的的數(shù)字輸入信號Y的信息量。
因此數(shù)字輸入信號Y的M個不同的信號值的字母表示在由M/2不同幅度電平U，3U，5U，..，(M-1)U和兩個不同的相位位置0°和180°的組合中。幅度電平例如可以在該序列(2i-1)U中的編號彼此相關；在此I＝1，2，...，M/2。幅度電平的其它分布也是可能的，然而，例如使用輸入信號的統(tǒng)計數(shù)值作用的知識。
所示的實施例的混頻單元421也包括時鐘脈沖發(fā)生器10120，它產(chǎn)生一個同步信號CL給編碼序列生成器10110和∑-Δ調制器410。同步信號CL保證∑-Δ調制器410和編碼序列生成器10110同步地操作。
當然光信號可以以前面討論的種類的電離輻射代替，即X光線和電子束。在這些例子中，光電導的開關10320-10325可以以導電單元替換，其帶隙比光電導的單元的帶隙更大。
圖11舉例說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的安排的方框圖。安排首先處理在∑-Δ調制器11410中的信息信號XIF，射頻調制和功率放大輸入信息信號XIF。∑-Δ調制器11410可以是所謂的帶通型或者低通型。正如關于圖1所描述的，∑-Δ調制器11410可以是數(shù)字的，或者正如在圖2中所說明的為模擬的，取決于信息信號XIFFFF是數(shù)字的或者模擬的。M接近數(shù)字輸出信號Y在∑-Δ調制器的的輸出傳遞。數(shù)字信號Y表示其每秒取樣fS次的信息信號XIF的型式?；祛l和放大單元11420包括一個解碼單元11422，一個混頻單元11421和一個開關單元11423，它接收數(shù)字信號Y。
解碼單元11427控制數(shù)字信號Y給混頻單元11421中的M個混頻設備之一，取決于數(shù)字信號Y的所討論的值。
數(shù)字信號Y在混頻單元11421中通過信號區(qū)分，延遲和組合上混頻為射頻信息傳遞信號RF。當數(shù)字信號Y乘以給定的比特序列B，延遲和組合產(chǎn)生對應于在本發(fā)明的第一實施例中獲得的結果的一個結果。
射頻信號RF借助于一個開關單元11423放大為電壓轉換的信息傳遞信號P，它在一個濾波單元11430中被濾波。頻帶有限的功率信號PBP是從在所述單元11430的信息傳遞信號P中提取的。
圖12舉例說明在二進制數(shù)字信號Y的情況下，即可以假定兩個不同的離散信號值的信號，用于圖11中的混頻和放大單元11420的電路的例子。當數(shù)字信號Y具有第一值，例如1時，解碼單元11422控制數(shù)字信號Y到在混頻單元11421中的第一脈沖發(fā)射體12110，和當數(shù)字信號Y具有第二值例如0時，到第二脈沖發(fā)射體12120。在這二進制情況下，解碼可以借助于倒相器12200完成，該倒相器12200傳送數(shù)字信號Y的反相到本混頻單元11421的第二發(fā)射體12120。
當混頻單元11421中的脈沖發(fā)射體12110，12120接收輸入信號1時，它們產(chǎn)生一個給定長度的正脈沖。則脈沖發(fā)射體是不活動的，直到再一次接收輸入信號1。為了脈沖被放射，在兩個輸入之間的時間必須超過數(shù)字信號Y的符號時間TS。每個脈沖發(fā)射體12110，12120分別地傳送一個輸出信號到一個分開的光產(chǎn)生單元12130和12140，它變換相等長度的光脈沖o1，o2。在分離設備12150，12160中光脈沖o1，o2被分成多個分量，和通過光傳輸媒體的媒介比如光纖13170-12177傳送到組合單元12180，12190，在此分別恢復分量為組合的光信號c1和c2。當光脈沖同時地傳送進入光纖13170-12173的陣列時，該脈沖在第一時間點從第一光纖12170出口，在第二時間點和在稍后時間從第二纖維12171出口，在第三和仍然稍后時間點從第三光纖12172出口，以及在第四和仍然稍后時間點出口。
圖13a舉例說明到圖12中的解碼單元11422的二進制數(shù)字輸入信號Y(nTS)的一個例子。當接收到在這個例子中由一個正信號表示、具有特定的符號時間T的第一個二進制符號1時，第一脈沖發(fā)射體12110產(chǎn)生一個脈沖。在圖13b表示的是特定的長度t的第一光脈沖o1，它是在第一激光器件12130中從脈沖發(fā)射體12330導出的脈沖中產(chǎn)生的。光脈沖o1在第一分離設備12150中被分為四個相同的脈沖，經(jīng)過相互不同的長度的四條光纖12170-12173傳送。在第一時間點該脈沖的第一分量從第一光纖到達第一組合單元12180。這個分量形成第三組合的光信號c1，它照射在開關單元11423中的第一光電導開關12310。當該光脈沖遇到開關12310時，該開關閉合并且在所述開關單元的輸出端便可提供第三供電電壓+U。這個電壓+U形成圖13d表示的電壓轉換的信息傳遞信號P(t)的第一部分。
當該光脈沖o1的第一分量完成時，該光脈沖的第二分量經(jīng)過第二光纖12171到達第二組合單元12190。這個第二分量形成第二組合的光信號C2的第一部分，它照射開關單元11423中的第二光電導開關12320。當開關12320遇到該光脈沖時，開關12320閉合并且第二供電電壓-U可提供在開關單元11423的輸出端。這個電壓-U形成電壓轉換的信息傳遞信號P(t)的第二部分。
該電壓轉換的信息傳遞信號P(t)的剩余部分借助于第三光纖12172和第四光纖12173以相應的方式在用于數(shù)字信號Y(nTS)的第二二進制符號0的符號時間T的剩余期間被建立。
第二脈沖發(fā)射體12120產(chǎn)生一個脈沖，在此為第二二進制符號0，在這個例子中它以零電平表示，具有正如已接收的第一符號1相同的符號時間Tx。這個脈沖在第二激光單元中被轉換為第二光脈沖O2，其長度t0與第一光脈沖O1的長度相同，它表示在圖13c中。光脈沖O2在第二分離設備12160中被分成四個相同的脈沖，這些相同的脈沖經(jīng)過相互不同長度的四條光纖12174-12177傳送。第一脈沖分量在第一時間點經(jīng)過第一光纖12174到達第二組合單元12190。
這個第一分量形成第二組合的光信號c2的一部分，它照射第二光電導開關12320。當開關12320遇到該光脈沖時，開關12310閉合并且在開關單元11423的輸出提供第二供電電壓-U。在該光脈沖O2的第一分量的結尾，該光脈沖的第二分量經(jīng)過第二光纖12175到達第一組合單元12180。這個第二分量形成第一組合光信號c1的一部分，它照射第一光電導開關12310。當開關12310遇到該光脈沖時，開關12310再一次閉合并且在開關單元11423的輸出端可獲得第一供電電壓+U。該電壓轉換的信息傳遞信號P(t)的剩余部分以相應的方式借助于第三光纖12176和第四光纖12177在用于第二二進制符號0的該符號時間T的剩余部分期間被建立。
因此，數(shù)字信號Y的字母中的第二二進制符號0作為在所述數(shù)字信號Y的字母中的第一二進制符號1表示法的反相拷貝出現(xiàn)在電壓轉換的信息傳遞信號P(t)中。
作為到光纖的交替的延遲元件，可以使光信號o1，o2經(jīng)過互相不同長度的路徑例如經(jīng)過一個或者多個棱鏡通過任何其它適當?shù)膫鬏斀橘|。
在本發(fā)明的這個實施例中光產(chǎn)生單元，分離設備，合成器和互相獨立的開關的數(shù)量與數(shù)字信號Y的可能的信號值的數(shù)量相同。因此，當數(shù)字信號字母包括M個不同的符號時，需要M個光產(chǎn)生單元，M個分離設備，M個合成器和M個互相獨立的開美。當轉換的電壓是如此高以及/或者轉換的速率是如此高，以至于需要交替使用這些開關以便具有充分地冷卻開關的時間時，可使用比M更多的開關，例如ZIM開關。在本發(fā)明的這個變型中，并行控制一對開關，雖然僅僅一個開關是電壓連接的，因此獨立的開關的數(shù)量仍然是M。
使用一個光信號選擇器，光產(chǎn)生單元的數(shù)量可以減少到一個。則這個光產(chǎn)生單元以類似于相似的類似的關于圖6所描述的方式根據(jù)到M個不同的分離設備的數(shù)字信號Y的值控制。
當然該光信號也可以以前面討論類型的電離輻射代替，甚至在本發(fā)明的這種應用中。電離例如可以包括X光線或者電子束。則光電導開關12310，12320能夠以導電單元替換，該導電單元主要分別地對在X光波長范圍和自由電子的電磁能量響應，該光產(chǎn)生單元分別地替換為X射線管和電子槍，而該延遲元件替換為包括適合于各個輻射類型的傳輸介質。
圖14是舉例說明發(fā)明的脈沖整形和功率放大裝置的第三實施例的方框圖。第一信號XII表示第一正交分開(quadrature-divided)的信息信號分量，例如在I信道由第一∑-Δ調制器14010接收的基礎信息信號的信息信號分量，而第二信號XQ表示第二正交分開的信息信號分量，例如在Q信道，由第二∑-Δ調制器14020接收的相同的基礎信息信號的信息信號分量。第一∑-Δ調制器14010調制第一輸入信號X1，得到第一數(shù)字信號，而第二∑-Δ調制器14020調制第二輸入信號XQ，其中獲得第二數(shù)字信號YQ，數(shù)字信號YI，YQ交錯地傳遞，換言之當?shù)谝粩?shù)字信號YI具有一個信號值時第二YQ，數(shù)字信號設置為零，反之亦然。各自的∑-Δ調制器14010和14020可以是數(shù)字，正如圖1所描述的，或者可以是模擬的，正如圖2所描述的，取決于輸入信號XI，XQ是數(shù)字的或者模擬的?！?Δ調制器14010和14020可以是低通型的或者是帶通型的，取決于那一個最適合于所討論的應用。
數(shù)字信號YI，YQ在各自的混頻和放大單元14030和14040中分別根據(jù)圖4和圖11描述的本發(fā)明的第一或者第二實施例進行處理。然而第二混頻和放大單元14040不使用用于上混頻數(shù)字信號Y的它自己的符號序列，而改用從第一混頻和放大單元14030取得的符號序列B并且在相移單元14040中相移90°Bπ/2。另外，同步信號CL從第一混頻和放大單元14030傳送給第二混頻和放大單元14040以及∑-Δ調制器14010，14020，保證該系統(tǒng)同步地操作。
第一混頻和放大單元14030傳送第一電壓轉換的信號PI而第二混頻和放大單元14040傳送第二電壓轉換的信號PQ給求和單元14060，其中電壓轉換的信號PI和PQ相加并且形成一個和信號PIQ。
和信號PIQ在濾波單元14070中濾波，提取有用信號頻譜并且產(chǎn)生限帶信號PIQ-BP。帶通濾波器14070的中心頻率FO最好等于符號序列B的符號率fπ/2的一半，以使這個中心頻率fo周圍的信號頻譜傳送給帶通濾波器單元14070的輸出。當希望獲得在更高倍的例如m倍的符號序列B的符號率fB的信號頻譜時，這里m＞n，改為選擇對應于這個倍數(shù)的一個中心頻率fo，即fo＝mfB。
圖15是舉例說明用于脈沖整形和功率放大輸入信息信號X的發(fā)明的安排的第四實施例的方框圖?！?Δ調制器15010調制該信息信號X以提供第一YI和第二YQ正交分開的數(shù)字信號分量。數(shù)字信號YI，YQ交錯傳送，即當?shù)谝恍盘朰I具有一個信號值時，第二信號分量YQ設置為零，反之亦然?！?Δ調制器15010可以是數(shù)字的或者模擬的，取決于信息信號X是數(shù)字的或者模擬的，并且∑-Δ調制器15010可以是一個低通型或者一個帶通型。
數(shù)字信號YI，YQ分別在混頻和放大單元15030和15030中根據(jù)圖4和圖11分別地敘述的本發(fā)明的第一或者第二實施例進行處理。然而第二混頻和放大單元15030不使用它自己的符號序列，而改為使用已經(jīng)從第一混頻和放大單元15020取得和在相移單元15040中相移90°Bπ/2的一個符號序列B。同步信號CL也從第一混頻和放大單元15020傳送給第二混頻和放大單元15030以及∑-Δ調制器15010，以便保證該系統(tǒng)同步地操作。
第一混頻和放大單元15020傳送第一電壓轉換的信號PI，而第二混頻和放大單元15030傳送第二電壓轉換的信號給求和單元15050，其中加上電壓轉換的信號PQ以形成一個和信號15050。和信號PIQ則在濾波單元15060中濾波，提取有用信號頻譜和以與上面的圖14描述的同樣方式產(chǎn)生一個限帶信號PIQ BP。
可以提及的是，混頻和放大單元15020，15030中的該開關單元不需要復份，因為因為數(shù)字信號YI，YQ是交錯的，因此以交替時間瞬時定義。因此開關單元15020和15030交替地操作。因此，同一個開關單元可用于交替地產(chǎn)生分別地表示第一和第二電壓轉換的信號PI和PQ。自然地，同樣應用于上面的圖14描述的解決方案。
圖16是發(fā)明的脈沖成形和功率放大安排的第五實施例。這種解決方案認為兩個輸入信號XI，XQ是交錯的。認為第一信號XI表示第一正交分開的信息信號分量，例如基礎的信息信號的I信道，和認為第二信號XQ表示第二正交分開的信息信號分量，例如同樣的基礎的信息信號的Q信道。第一信號XI由第一∑-Δ調制器16010接收和第二信號XQ由第二∑-Δ調制器16020接收。
第一∑-Δ調制器16010產(chǎn)生第一數(shù)字信號YI和第二∑-Δ調制器16020產(chǎn)生第二數(shù)字信號YQ。數(shù)字信號YI，YQ也根據(jù)本發(fā)明的第一和第二實施例交錯傳送給混頻和放大單元16030。同步信號CL從混頻和放大單元16030傳遞給∑-Δ調制器16010，16020，以保證這些調制器與混頻和放大單元16030同步地操作。
混頻和放大單元16030傳送兩個交錯的電壓轉換的信號PI，PQ，它們在濾波單元16040中濾波。該信號的濾波產(chǎn)生包括一個給定的信號頻譜的有限頻帶信號PIQ-bp。
圖17是舉例說明發(fā)明的脈沖成形和功率放大安排的第六實施例的方框圖。輸入信號X在∑-Δ調制器17010中進行調制，形成第一和第二正交分開的數(shù)字信號分量YI和YQ。數(shù)字信號YI，YQ根據(jù)本發(fā)明的第一或者第二實施例交錯地傳送給混頻和放大單元17020。同步信號CL從混頻和放大單元17020發(fā)送給∑-Δ調制器17010，保證整個系統(tǒng)同步地操作。
混頻和放大單元17020傳送交錯的電壓轉換的信號PI，PQ，它們在濾波單元17030中濾波。這些信號的濾波產(chǎn)生包括給定的信號頻譜的有限頻帶信號PIQ-BP。
權利要求
1.一種用于脈沖成形和功率放大信息信號(XIF)的設備，包含一個∑-Δ調制器(410，11410)，用于從該信息信號(XIF)產(chǎn)生一個數(shù)字信號(Y)；一個混頻和放大單元(420，11420)，用于從該數(shù)字信號(Y)形成一個電壓轉換的信息傳遞信號(P)；和一個濾波單元(430，11430)，用于從該電壓轉換的信號(P)產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PBP)，其特征在于該數(shù)字信號(Y)是M接近的，即包括M個離散信號值；和在于該混頻和放大單元(420，11420)包括一個開關單元(433)，該開關單元(433)包括至少M個互相獨立的開關(分別為5330，5340和12310，12320)，它們用于產(chǎn)生信息傳遞信號(P)。
2.一種用于脈沖整形和功率放大兩個正交分開的信息信號分量(分別為XI和XQ)的設備，包含第一∑-Δ調制器(14010)，用于從第一信息信號分量(XI)產(chǎn)生第一數(shù)字信號(YI)；第二∑-Δ調制器(14020)，用于從第二信息信號分量(XQ)產(chǎn)生第二數(shù)字信號(YQ)；第一混頻和放大單元(14030)，用于從第一數(shù)字信號(YI)形成第一電壓轉換的信息傳遞信號(PI)；第二混頻和放大單元(14040)，用于從第二數(shù)字信號(YQ)形成第二電壓轉換的信息傳遞信號(PQ)；一個相移單元(14050)，用于從在所述第一混頻和放大單元(14030)產(chǎn)生的第一符號序列(B)中產(chǎn)生相對于第一符號序列(B)相移的第二比特序列(Bπ/2)給所述第二混頻和放大單元(14040)；一個求和單元(14060)，用于從所述第一(PI)和所述第二(PQ)電壓轉換的信號形成一個和信號(PIQ)；和一個濾波單元(14070)，用于從和信號(PIQ-BP)產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PIQ)，其特征在于所述各自的數(shù)字(YI和YQ)是M接近的，即包括M個離散信號值；和在于所述各自的混頻和放大單元(14030和14040)各個包括一個開關單元(423，11423)，至少包括M個開關，它們用于產(chǎn)生各自的電壓轉換的信號(分別為PI和PQ)。
3.用于脈沖整形和功率放大信息信號(X)的設備，包含一個∑-Δ調制器(15010)，用于從該信息信號(X)產(chǎn)生第一(YI)和第二(YQ)正交分開的數(shù)字信號分量；第一混頻和放大單元(15020)，從第一數(shù)字信號分量(YI)形成第一電壓轉換的信息傳遞信號(PI)；第二混頻和放大單元(15030)，用于從第二數(shù)字信號分量(YQ)形成第二電壓轉換的信息傳遞信號(PQ)；一個相移單元(15040)，用于給第二混頻和放大單元(15030)傳送從在所述第一混頻和放大單元(15020)產(chǎn)生的第一符號序列(B)取得的第二符號序列(Bπ/2)，所述第二符號序列是相對于第一符號序列(B)相移的；一個求和單元(15050)，用于從所述第一(PI)和所述第二(PQ)電壓轉換的信號形成一個和信號(PIQ)；和一個濾波單元(15060)，用于從該和信號(PIQ-DP)產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PIQ)，其特征在于各自的數(shù)字信號分量(YI和YQ)是M接近的，即包括M個離散信號值；和在于各自的混頻和放大單元(15020和15030)各個包括一個開關單元(423，11423)，至少包括M個開關，它們用于產(chǎn)生各自的電壓轉換的信號(PI和PQ)。
4.根據(jù)權利要求1，2或者3的設備，其特征在于所述M個開關(5330，5340)是導電單元(5330，5340)，其導電性視落入所述單元電離輻射的數(shù)量而定。
5.根據(jù)權利要求4的設備，其特征在于所述導電單元(5330，5340)是光電導的單元。
6.根據(jù)權利要求5的設備，其特征在于所述光電導的單元(5330，5340)是晶體管，閘流管或者二極管，其導電率可以利用電離輻射影響。
7.根據(jù)權利要求5的設備，其特征在于所述光電導的單元(5330，5340)是由砷化鎵制造的。
8.根據(jù)權利要求5的設備，其特征在于所述光電導的單元(5330，5340)是由摻金硅制造的。
9.根據(jù)權利要求5的設備，其特征在于所述光電導的單元(5330，5340)是由銅摻雜硅制造的。
10.根據(jù)權利要求4的設備，其特征在于所述導電單元(5330，5340)主要對X射線敏感，即所述單元的導電性視入射的X射線波長的電磁能量的數(shù)量而定。
11.根據(jù)權利要求4的設備4，其特征在于所述導電單元(5330，5340)的導電性可以由于落下在所述導電單元(5330，5340)產(chǎn)生的多個自由電荷載流子的所述導電單元(5330，5340)的各個自由電子影響，即該導電單元(5330，5340)可以利用電子束控制。
12.一種脈沖整形和功率放大信息信號(YIF)的方法，包含步驟∑-Δ調制(410)該信息信號(XIF)，從而形成一個數(shù)字信號(Y)；混頻(421)該數(shù)字信號(Y)與符號序列(B)，產(chǎn)生一個射頻信號(RF)；根據(jù)該數(shù)字信號(Y)的流行的信息量解碼(422)該射頻信號(RF)；轉換(423)該射頻信號(RF)，形成一個電壓轉換的信息傳遞信號(P)；和濾波(430)該電壓轉換的信號(P)，從而產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PBP)，其特征在于該數(shù)字信號(Y)是M接近的，即包括M個離散信號值；和在于該電壓轉換的信號(P)是借助于至少M個開關(5330，5340)從該射頻信號(RF)形成的，各個開關控制電的幅度(分別為+U和-U)。
13.根據(jù)權利要求12的方法，其特征在于轉換該射頻信號(RF)為電離輻射(o1，o2)；和在于所述開關是導電單元(5330，5340)，其電的導電率是視入射在所述單元的電離輻射而定。
14.一種脈沖整形和功率放大信息信號的方法，包含步驟∑-Δ調制(11410)該信息信號(XIF)，從而形成一個數(shù)字信號(Y)；根據(jù)該信號(Y)的通行的信息內容解碼(11422)該數(shù)字信號(Y)；上混頻(11421)該數(shù)字信號(Y)，產(chǎn)生一個射頻信號(c1，c2)；轉換(11423)該射頻信號(c1，c2)，形成一個電壓轉換的信息傳遞信號(P)；和濾波(11430)該電壓轉換的信號(P)，從而產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PBP)，其特征在于該數(shù)字信號(Y)是M接近的，即包括M個離散信號值；在于該數(shù)字信號(Y)的上混頻包括產(chǎn)生一個脈沖(12110，12120)，轉換所述脈沖為電離輻射(o1，o2)；分開(12150，12160)所述電離輻射至少為兩個分量(12170-12177)，這些分量是經(jīng)過至少兩個延遲元件(12170-12177)傳送的，這些延遲元件對脈沖串(c1，c2)具有互相不同的信號延遲和所述分量的組合(12180，12190)；在于所述脈沖串(c1，c2)照射M個可能的單元的一個給定的導電單元(12310，12320)，其中所述導電單元的電導電率是視入射在所述單元的電離輻射(c1，c2)而定，和在于電的大小(+U，-U)是借助于所述導電單元(12310，12320)控制的。
15.一種脈沖整形和功率放大兩個正交分開的信息信號分量(分別為XI和XQ)的方法，包含下列步驟∑-Δ調制(14010)第一信息信號分量(XI)，從而形成第一數(shù)字信號(YI)；∑-Δ調制(14020)第二信息信號分量(XQ)，從而形成第二數(shù)字信號(YQ)；分別地混頻和轉換(14030，14040)第一數(shù)字信號(YI)和第二數(shù)字信號(YQ)，從而產(chǎn)生兩個電壓轉換的信息傳遞信號(分別地為PI和Po)；組合(14060)該電壓轉換的信號(PI，PQ)，從而形成一個和信號(PIQ)；和濾波(14070)該和信號(PIQ)，從而產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PIQ-BP)，其特征在于該數(shù)字信號(YI，YQ)是M接近的，即包括M個離散信號值；和在于該所述轉換(分別為14030和14040)借助于至少M個開關完成的，各個開關控制電的大小(+U，-U)。
16.一種脈沖成形和功率放大信息信號(X)的方法，包含∑-Δ調制(15010)該信息信號(x)，從而形成第一數(shù)字信號(YI)和第二數(shù)字信號(YQ)；分別地混頻和轉換(15020，15030)各自的第一數(shù)字信號(YI)和第二數(shù)字信號(YQ)，從而產(chǎn)生兩個電壓轉換的信息傳遞信號(PI，PQ)；組合(15050)該電壓轉換的信號(PI，PQ)，從而形成一個和信號(PIQ)；和濾波(15060)該和信號(PIQ)，從而產(chǎn)生一個有限頻帶信號(PEQ-BP)，其特征在于所述數(shù)字信號(YI，YQ)是M接近的，即包括M個離散值；和在于所述轉換(分別為15020和15030)是借助于至少M個開關完成的每個開關控制電的大小(+U，-U)。
17.根據(jù)權利要求15或者16的方法，其特征在于所述開關是導電單元(5330，5340)，其電導電率是視入射在所述單元的電離輻射而定。
18.根據(jù)權利要求13，14或者17的方法，其特征在于所述電離輻射是光波長的電磁能量；和在于所述導電單元(5330，5340，12310，12320)是光電導的。
19.權利要求13，14或者17的方法，其特征在于該電離輻射是X射線波長的電磁能量。
20.根據(jù)權利要求13，14或者17的方法，其特征在于所述電離輻射包含自由電子。
全文摘要
本發(fā)明涉及信息信號(X
文檔編號H03M3/02GK1229546SQ9719764
公開日1999年9月22日 申請日期1997年8月26日 優(yōu)先權日1996年9月6日
發(fā)明者L·R·B·赫爾貝里 申請人:艾里森電話股份有限公司