[发明专利]自适应增益和/或相位调节控制系统及方法

说明书

本发明涉及调节例如一个失真减小系统中混合信号之间的相对相位和/或增益的一种增益和/或相位调节控制系统。

放大器通常在信号上加上多余的失真，使输出信号包括失真或非线性分量以及信号分量。失真包括加在输入信号上或对输入信号有不利影响的任何多余的信号。因此，需要发明一种能够基本消除或明显减小由放大器产生的失真的技术。

前馈校正通常被应用于现代放大器中，以改进放大器对各种输入模式的线性。前馈校正的本质是处理由放大器产生的失真，例如互调(IMD)分量，使得在最后的叠加点消除失真。由于输入RF载波模式以及产生失真位置的不可预见性，一个已知的频率分量即导频信号与放大过程产生的失真一起被注入主信号路径。在前馈放大器中，前馈失真减小电路使导频信号与失真一起减小。因此，通过设计前馈失真减小电路以探测和消除导频信号，可以同时消除失真。

导频信号是一个电信号，包括至少一个频率分量，其频谱位于电路的工作频带的附近。对于导频信号的更完整的描述如图1所示，图1显示一个射频(RF)放大器的频率响应，包括导频信号的位置。导频信号可以位于工作频带的下边缘附近(如导频1)和/或位于工作频带的上边缘附近(如导频2)。导频与中心频率f₀的工作频带的一个边界的频谱间隔为Δf。导频信号的电特性(如幅值、相位响应、频谱成分)是已知的。应当注意到尽管导频信号显示为具有某个幅值的一个或两个频谱分量，但是导频信号可以包括具有不同幅值的多个频谱分量。

前馈失真减小电路通过向RF放大器加导频信号并且基于从被加的导频信号获得的信息进行调节，从而减小RF放大器产生的失真。图2公开了前馈校正电路10及其使用来自导频信号的信息减小RF放大器12产生的失真。一个输入信号，例如包括至少一个载波信号，被加到分路器14。分路器14在主信号路径16和前馈路径18上复制该输入信号。分路器14是称为回路#1的载波消除回路的一部分，回路#1除了分路器14之外，还包括增益和相位电路20、耦合器22、RF放大器12、延迟电路24及耦合器26和28。主路径16上的信号被加到增益和相位电路20。增益和相位电路20的输出以及导频信号被加到耦合器22。典型地，导频信号的幅值比输入信号的幅值小得多(例如小30dB)，使其不会干扰放大器12的工作。耦合器22的输出被加到放大器12，放大器12的输出包括放大的输入信号、放大的导频信号以及放大器12产生的失真信号。

放大器12的输出的一部分从耦合器26引出并通过耦合路径30在耦合器28处与前馈路径18上的延迟的输入信号混合，以隔离导频信号与前馈路径18上的失真。前馈路径18上的输入信号被延迟电路24足够延迟，使得该信号与通过路径30出现在耦合器28处的信号经历了相同的延迟。得到的误差信号包括放大器12产生的失真以及耦合器28的输出处保留的载波信号和导频信号的任何部分。载波消除回路中载波消除的量与分路器14至耦合器28的两条路径之间的合适的增益和相位匹配有关。

增益和相位电路20根据控制路径32和34上的控制信号调节输入信号的相位和增益，使得通过路径30出现在耦合器28处的信号与耦合器28处的延迟的输入信号基本反相(幅值相等但相位相差180°)。使用信号探测和控制电路35，增益和相位电路20的控制路径32和34上出现的增益和相位控制信号以众所周知的方式从耦合器28的输出处的信号中导出。通常，信号探测和控制电路35为载波消除回路探测一个误差信号。该误差信号表示点A处的信号的幅值，并且信号探测和控制电路35试图通过提供增益和/或相位控制信号减小误差信号的幅值。

在本实施例中，信号探测和控制电路35包括一个探测器36，如对数探测器，产生表示点A处信号幅值的信号。滤波器38对该对数探测器的输出进行滤波，产生表示误差信号幅值的DC型幅值信号。该幅值信号提供给一个零电路40。零电路40响应幅值信号，在控制路径32和34上提供控制信号，以调节耦合器28处的混合信号之间的相对增益和/或相位，并减小误差信号，由此减小了载波信号。当误差信号被减小时，在耦合器28处混合的载波信号基本相互抵消，在耦合器28的输出处留下导频信号以及放大器12产生的失真。因此回路#1是一个载波消除回路，用于在前馈路径18上隔离导频信号与放大器12产生的失真。