[发明专利]包括脉宽脉位调制器的发射机及其方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于将信号调制到载波信号上的装置和方法以及一种发射机。此外，本申请涉及一种其上存储有用于将信号调制到载波上的计算机程序的计算机可读介质。

背景技术

在通信系统中，经由高频信号来发送包括语言或其他数据的信息。对于这些通信系统，经由发射机内的相位调制、幅度调制或其他调制方法将通信信号从基带调制到载波信号上。

通常，首先产生包括要发送的信息在内的基带。为了增加传输速率，有利地，使用幅度分量以及相位分量作为信息载体。在将信号调制到载波信号上之后，可以将信号放大至足够的传输功率。

降低所使用的发射机的功耗是非常重要的。具体地，所使用的功率放大器耗费大量能量，例如A或B类放大器。因此，一种实现功耗降低的方法是，利用高效率的功率放大器，例如开关放大器。例如，可以使用D类或E类放大器。

然而，为了采用开关放大器，需要适合的调制方法，这是由于开关放大器对要放大的信号的线性度要求非常高。由于这些高要求，不可能直接对不包括恒定包络的调制信号进行放大。因此，需要适合的调制方法，例如，脉宽调制(PWM)或脉冲密度调制(PDM)。

为了控制开关放大器，已知若干方法。根据一种方法，利用二电平PWM信号驱动放大器的输入，该二电平PWM信号是通过将AM和PM调制载波与三角或锯齿信号进行比较而产生的，该三角和锯齿信号的基频至少是载波频率的二倍。这引起了功率放大器的高开关频率的问题，具体地，与三角信号有关的高线性度要求。此外，在PWM转换发生之前，应当已经对载波信号进行了线性AM调制。还可以通过向比较器的一个输入应用包络以及向比较器的另一个输入应用相位调制RF三角信号，来产生脉宽脉位(PWM-PPM)调制信号。

为了驱动开关放大器，另一种可能是使用二电平PWM信号作为放大器输入信号，该PWM信号由带通sigma-delta转换器产生。该解决方案带来的主要缺点是，甚高PA开关频率，即，显著的过采样比。

根据另一种用于控制开关功率放大器的解决方案，经由开关功率放大器的电源电压的调制来加入幅度分量。该调制可以经由高效DC-DC转换器来进行。然而，实现高调制带宽并同时抑制由DC-DC转换器产生的不期望噪声或纹波是困难的。

本申请的一个目的是提供降低功耗的装置。本发明的另一目的是提高装置的总体线性度。

发明内容

根据本发明的装置解决了这些和其他目的。该装置包括被配置为产生信号的信号发生器。该装置还包括被配置为对信号进行调制的脉宽调制单元。该装置包括被配置为对信号进行放大的放大器单元。该装置包括被配置为使用误差信号来校正信号的反馈回路路径，其中，所述反馈回路路径包括：转换和处理单元，被配置用于对放大信号进行下变频以及使用误差信号对产生的信号进行校正。

可以在用于发送任何类型信息(例如，数据、语言等)的发送设备内实现该装置。此外，可以在数字域以及模拟域内至少部分地实现该装置。

如上所述，该装置包括信号发生器。信号发生器可以根据要发送的信息来创建信号。该信号可以是基带信号。要发送信号可以至少部分包含在产生信号的幅度分量内。

然后在如下所述的转换和处理单元中对产生信号进行校正，并随后通过脉宽调制单元将该产生信息调制到载波信号上。脉宽调制信号的优点是，调制信号包括几乎恒定的包络。然后通过放大器单元对调制载波信号进行放大。开关的非线性行为通常引起调制信号的失真。为了提高装置和其中安装了根据本发明的装置的发射机的线性度，该装置包括反馈回路路径，其中，误差信号是根据在要求与放大器输出的实际信号之间的差异而产生的。

根据本发明，反馈回路路径包括：转换和处理单元，被配置用于对放大信号进行下变频，并使用误差信号校正产生的信号。因此，尽管可以在装置中使用的开关功率放大器由于它们的高效率而在绝对非线性区域中进行操作，但反馈回路路径还是能够确保装置的高线性度。

根据一个实施例，创建的信号可以是极性信号。极性信号一般包括幅度分量和相位分量。传输速率由于幅度分量和相位分量均可以用作信息载体的事实而增加。可以将极性信号拆分成幅度分量和相位分量。幅度分量是根据极性信号的包络。已经发现仅可以将极性信号的幅度分量转发至脉宽调制单元。幅度的高频分量的使用是有利的。能够提高动态范围。

根据另一实施例，放大单元可以实现为装置中的开关功率放大单元，用于降低功耗。