[发明专利]末级放大器中用于补偿相位旋转的装置

说明书

本发明涉及利用输入和反馈正交信号，来补偿发射机末级中笛卡尔反馈功率放大器的反馈环内相位旋转的一种装置。

在笛卡尔反馈中，把输入正交信号I和Q与反馈正交信号相比较。为了得到稳定的反馈系统，要求当反馈环闭合时，反馈正交信号与输入正交信号近似同相。由于反馈环产生了相位旋转，所以，这一条件经常满足不了。因此，借助于补偿反馈环内的相位旋转，使输入与反馈正交信号变得经常彼此同相。确定反馈环内所产生相位旋转的常用方法是，把环路断开，测量输入正交信号I和Q、以及反馈正交信号，此后，对实测值进行模/数变换，计算相位误差，经过数/模变换以后，调整压控相位旋转器。除了模/数变换、数/模变换和计算机计算以外，这一方法还需要用来断开和闭合反馈环的电路。

本发明的目的是提供一种装置，其中，可以测量和调整反馈环的相位旋转，而且，这种装置在模拟和数字形式下、最好作为集成电路的一个功能来很容易地实现。在用来补偿发射机末级中笛卡尔反馈功率放大器反馈环内相位旋转的装置中，所述装置包括：以复数调制信号来正交调制复数输入信号与相应复数反馈信号之间的复数差信号，以便形成已调实值第一信号的装置；以复数解调信号来正交解调取决于已调实值第二信号的所述功率放大器的输出信号，以便形成所述复数反馈信号的装置；上述目的是通过这样的装置达到的：即利用检测所述第一信号与所述第二信号之间、以及所述第一/第二信号与所述第二/第一信号的正交分量之间相移量，来确定所述反馈环中相位旋转大小的装置；以及旋转所述复数调制、解调、差、反馈信号之一的相位的装置，它产生相位旋转来补偿所述已确定的相位旋转。

另一种解决方法包括用来检测所述复数差信号与所述复数反馈信号之间相位旋转量的装置；以及旋转所述复数调制、解调、反馈信号之一的相位的装置，以相位旋转来补偿所述已确定的相位旋转。

图1示出在根据本发明的用来补偿末级反馈环中所产生相位旋转的一种装置的优选实施例的无线电发射机中，笛卡尔反馈末级；以及

图2示出图1中鉴相器和相位旋转器更为详细的框图。

图1示出无线电发射机中的反馈末级。为了便于描述，开始时，把元件36、38、40省略。

把正交信号I和Q分别送到比较器10和12上。比较器10和12的输出信号I_E和Q_E，通过环路滤波器14和16送到相应的乘法器18和20上。在乘法器18中，来自环路滤波器14的输出信号乘以中频信号IF，该中频信号IF的频率例如可以约为10-500MHz的量级。在乘法器20中，环路滤波器16的输出信号乘以中频信号IF，该中频信号IF已在移相器22中移相90°。乘法器18和20的输出信号相加，并通过可能提供的增益控制电路24送到乘法器26上，在乘法器26中，与高频信号RF混频成为载波频率，高频信号的频率约为900MHz量级。此后，把乘法器26的输出信号送到发射机末级功率放大器PA上。放大器PA的输出信号通过可能提供的滤波器送到天线上。

利用放大器PA的一部分输出信号来形成反馈环。把放大器PA的这部分输出信号送到乘法器28上，在乘法器28中，这部分输出信号与高频信号RF下混频到中频。把已下混频的信号通过第二可能提供的增益控制电路30送到乘法器32和34上。在乘法器32中，已下混频的信号乘以中频信号IF，以形成一个反馈正交信号I_F。在乘法器34中，已下混频的信号乘以在移相器22中已移相90°的中频信号，来形成第二反馈正交信号Q_F。把信号I_F和Q_F反送到相应比校器10和12的第二输入端上。

在至今所描述的电路中，没有考虑反馈环所产生的、反馈正交信号I_F和Q_F的相位旋转θ。最好是利用末级中频部分里的鉴相器36来控制这一相位旋转θ。补偿相位旋转θ的适当方法是，在乘法器18和20中进行调制以前，插入引入补偿相位旋转-θ的相位旋转器38。

把从乘法器18和20输出给鉴相器36的已混频信号IFE定义为：

IFE＝I_E·Cos(ωt)＋Q_ESin(ωt)此处，ω为中频信号IF的角频率。把送到鉴频器36上的反馈输入信号IFF定义为：

IFF＝I_E·Cos(ωt＋θ)＋Q_E·Sin(ωt＋θ)此处，θ为待定的旋转相位。

为了计算相位旋转θ，鉴相器36中形成了与信号IFE正交的信号。该信号可定义为：