專利名稱：調(diào)整電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整信號幅度的調(diào)整電路。
背景技術(shù)：
例如功率放大器的非線性元件引起信號失真。減少放大器引起的失真已通過各種手段進(jìn)行了嘗試。由于作為輸入信號振幅的函數(shù)的被放大信號的幅度或相位的失真經(jīng)常類似于一種已知函數(shù)，所以失真由具有相似特征行為的部件進(jìn)行補(bǔ)償。用于預(yù)矯正的典型部件包括二極管、場效應(yīng)晶體管或雙極結(jié)型晶體管。盡管這種解決方案簡單，但它并不準(zhǔn)確。一個(gè)部件的特征曲線不能足夠好地消除例如功率放大器的非線性元件的失真。盡管所述部件被用于線性化非線性元件的行為，但該部件自身也會引起相位以及幅度二者的非線性。
幅度的預(yù)矯正能夠通過使用查找表來執(zhí)行，該查找表能夠被更新以便達(dá)到自適應(yīng)，這是由于放大器失真受到例如溫度、放大器壽命以及饋送到放大器的信號的變化的影響。
除了查找表，一種高于一階的多項(xiàng)式也被用于評估失真。通常，階數(shù)必須至少為5或甚至為7階才能足夠好地消除失真。但這也大大增加了乘法運(yùn)算的次數(shù)。
查找表或多項(xiàng)式都帶來復(fù)雜、低速以及不理想的補(bǔ)償電路，這導(dǎo)致信號處理中有問題的延遲。更進(jìn)一步，用于多項(xiàng)式求解的乘法操作難于實(shí)施并引起不必要的延遲。因此，無論是否使用線性化，如果接入信號的功率電平變化，則功率放大器不能線性地放大信號，例如在UMTS(通用移動(dòng)通信系統(tǒng))、CDMA(碼分多址)、WCDMA(寬帶碼分多址)無線電系統(tǒng)的情況下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的調(diào)整電路以及改進(jìn)的調(diào)整方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于射頻信號幅度調(diào)整的調(diào)整電路，該調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；具有匹配來自所述多個(gè)端子的輸入信號和到所述多個(gè)端子的輸出信號的作用的匹配部件；以及在所述匹配部件與地之間的至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，用于改變幅度調(diào)整電路的至少一個(gè)端子處的電阻。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于調(diào)整信號幅度的調(diào)整電路，該調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；以及至少一對可調(diào)阻抗單元，可調(diào)阻抗單元的每一對位于一對輸入和輸出端子之間，可調(diào)阻抗單元的每一個(gè)都并聯(lián)連接于信號線路與地之間，并且每對阻抗單元具有彼此互補(bǔ)的電抗。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于在調(diào)整電路中調(diào)整射頻信號幅度的方法，調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；具有匹配來自所述多個(gè)端子的輸入信號和至所述多個(gè)端子的輸出信號的作用的匹配部件；以及在所述匹配部件與地之間的至少一個(gè)可調(diào)電阻單元。該方法包括利用至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，通過改變每個(gè)電阻單元中至少一對可調(diào)阻抗單元的阻抗，來調(diào)整所述調(diào)整電路的至少一個(gè)端子的電阻。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于在調(diào)整電路中調(diào)整信號幅度的方法，該調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；以及至少一對可調(diào)阻抗單元，可調(diào)阻抗單元的每一對位于一對輸入和輸出端子之間，可調(diào)阻抗單元的每一個(gè)并聯(lián)連接于信號線路與地之間。該方法包括調(diào)整該調(diào)整電路的阻抗，并在調(diào)整期間保持每一對阻抗單元的電抗相對于彼此互補(bǔ)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中將得到描述。
本發(fā)明的調(diào)整電路以及方法帶來了若干優(yōu)勢。該調(diào)整電路簡單，并提供了在寬頻帶中對幅度和相位的線性衰減/控制響應(yīng)。


在下文中，通過參考優(yōu)選實(shí)施方式并結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1示出了一種無線電系統(tǒng)；圖2A示出了一種具有傳輸線路的調(diào)整電路；圖2B示出了一種具有定向耦合器的調(diào)整電路；圖2C示出了一種具有循環(huán)器的調(diào)整電路；圖3示出了一種在信號發(fā)生器與負(fù)載之間的調(diào)整電路；圖4是示出了電感調(diào)整阻抗曲線的史密斯圓圖；圖5是示出了電容調(diào)整阻抗曲線的史密斯圓圖；圖6是示出了調(diào)整并聯(lián)阻抗曲線的史密斯圓圖；圖7示出了通過電容二極管實(shí)現(xiàn)對阻抗的電感調(diào)整；圖8示出了通過電容二極管實(shí)現(xiàn)對阻抗的電容調(diào)整；圖9是示出了方法的流程圖；以及圖10是示出了方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本解決方案特別適用于在例如UMTS或WCDMA的無線電系統(tǒng)中的傳輸器，但不僅限于此。
首先借助于圖1描述了該無線電系統(tǒng)。典型的數(shù)字無線電系統(tǒng)包括訂戶設(shè)備100至104、至少一個(gè)基站106以及基站控制器108。基站106還可以被稱為節(jié)點(diǎn)B而基站控制器108可以被稱為無線電網(wǎng)絡(luò)控制器。該訂戶設(shè)備100至104使用信號110至114與基站106進(jìn)行通信。該基站106能夠通過數(shù)字傳輸鏈路116被連接到該基站控制器108。該訂戶設(shè)備100至104可以是固定安裝的端子、安裝于車輛中的用戶設(shè)備或便攜移動(dòng)端子。信號110至114在訂戶設(shè)備100至104與基站106之間承載數(shù)字信息，例如由訂戶或無線電系統(tǒng)產(chǎn)生的語音或數(shù)據(jù)信息或控制信息。
圖2A示出了用于調(diào)整信號幅度的調(diào)整電路。圖2A中的調(diào)整電路包括輸入端子200以及輸出端子202。總體而言，該電路可以具有多個(gè)用于輸入以及輸出的端子。信號發(fā)生器204，其可以為在基站或用戶設(shè)備中的傳輸器的一部分，為輸入端子200提供信號。該電路包括匹配部件206，其具有匹配來自端子200的輸入信號和至端子202的輸出信號的作用。該匹配部件對該電路的阻抗起作用，并且具有不同屬性的匹配部件能夠改變該電路的阻抗。該匹配部件206可以是，例如傳輸線路，其長度1可以是信號波長λ的四分之一，即1＝λ/4+nλ/2，其中n＝0、1、2、……、∞。相應(yīng)地，該匹配部件的相位偏移Δ(弧度)也能夠表示為Δ＝π/2+nπ，其中π≈3.1415926。傳輸線路的阻抗可以為50Ω、75Ω、100Ω、600Ω或任何其他期望的值。圖2A中的調(diào)整電路包括兩個(gè)在該匹配部件206和地之間的可調(diào)電阻單元208、210，用于在幅度調(diào)整電路的輸入和輸出端子200、202處改變電阻。負(fù)載212可以是非線性元件，例如放大器，該負(fù)載可以被連接到輸出端子202。由負(fù)載212引起的幅度的非線性可以被調(diào)整電路消除。
除了傳輸線路206，能夠使用一種線圈和電容的梯形結(jié)構(gòu)。在這種實(shí)現(xiàn)方法中，線圈串聯(lián)連接，并且每個(gè)線圈都具有雙邊連接以通過電容接地。通過選擇線圈和電容的適當(dāng)?shù)闹担軌蜻_(dá)到所要求的相位偏移Δ＝π/2+nπ。
每個(gè)可調(diào)電阻單元208、210可以包括多個(gè)并聯(lián)和/或串聯(lián)的部件，這些部件中至少某些是可調(diào)的。該電阻單元208、210中的部件也具有相對于彼此的互補(bǔ)電抗。例如，電阻單元208可以包括可調(diào)阻抗單元2080、2082，并且電阻單元210可以包括可調(diào)阻抗單元2100、2102。阻抗單元2080可以為感性，并且阻抗單元2082可以為容性，反之亦然。在電阻單元208中的該阻抗單元2080、2082調(diào)整期間，它們的電抗可以保持彼此相反，并且調(diào)整可以僅改變電阻單元208的電阻值。在相似的方式中，對具有互補(bǔ)電抗的阻抗單元2100、2102的調(diào)整可以改變電阻單元210的電阻。
本發(fā)明的實(shí)施方式可以包括從非線性元件212的輸出至可調(diào)電阻單元208、210的反饋214(由虛線示出)，該反饋214用于調(diào)整阻抗單元2080、2082以及2100、2102，但是該特征并不是必需的。該反饋可以包括反饋轉(zhuǎn)換器(未示出)，該轉(zhuǎn)換器將該非線性元件212的輸出信號轉(zhuǎn)換為阻抗單元2080、2082以及2100、2102適當(dāng)?shù)母袷健?br> 圖2B示出了其中匹配部件是具有四個(gè)端子252至258的定向耦合器250的示例。在這個(gè)示例中，兩個(gè)端子252、254具有可調(diào)電阻單元260、262，不過通常至少一個(gè)端子具有可調(diào)電阻單元。
圖2C示出了其中匹配部件是具有三個(gè)端子272至276的循環(huán)器270的示例。在這個(gè)示例中，端子272具有可調(diào)電阻單元278。當(dāng)傳輸從端子274向端子276傳送時(shí)，端子276為輸出端子。其他端子中的任何一個(gè)也可以具有可調(diào)電阻單元。
圖3示出了用于調(diào)整信號幅度的調(diào)整電路的另一個(gè)示例。圖3中的調(diào)整電路包括輸入端子300以及輸出端子302。通常，該電路可以具有多個(gè)用于輸入輸出的端子。信號發(fā)生器304將信號饋送到輸入端子300。一對可調(diào)阻抗單元306、308并聯(lián)連接于信號線路(該線在端子300和302之間)與地之間。地可以是零電位或相對于信號線路中檢測到的信號的任何其他參考電平。阻抗單元306可以為感性并且阻抗單元308可以為容性。通常可以為電路提供多于一對的可調(diào)阻抗單元使得每對可調(diào)阻抗單元位于一對輸入輸出端子之間。每對的阻抗單元具有相對于彼此的互補(bǔ)電抗?？梢詫槔绶糯笃鞯姆蔷€性元件的負(fù)載310連接到輸出端子302。如在圖2A、2B以及2C中，每個(gè)阻抗單元可以包括多個(gè)并聯(lián)和/或串聯(lián)的部件。
在圖2A、2B、2C和圖3中所述的調(diào)整電路能夠作為可調(diào)衰減器，因?yàn)槠淇勺冸娮柙谄谕姆葍?nèi)衰減了向負(fù)載輸入的信號。
圖2A、2B、2C和圖3中涉及的阻抗單元的互補(bǔ)電抗可以使用復(fù)數(shù)而加以數(shù)學(xué)表示，使得阻抗能夠被作為復(fù)數(shù)值來考慮，該復(fù)數(shù)值的實(shí)部表示電阻以及復(fù)數(shù)值的虛部表示電抗。兒該電抗取決于電感或電容。兩個(gè)并聯(lián)的阻抗單元Z1＝R1+jX1、Z2＝R2+jX2的阻抗Z，可以表示為Z=11Z1+1Z2=11R1+jX1+1R2+jX2;---(1)]]>其中R1+jX1為第一阻抗單元Z1，R2+jX2為第二阻抗單元Z2，R1是第一阻抗單元的電阻部分，R2是第二阻抗單元的電阻部分，X1是第一阻抗單元的電抗部分，X2是第二阻抗單元的電抗部分，以及j為虛數(shù)單位。該阻抗Z還能表示為Z=R1R2+j(R1X2+R2X1)-X1X2R1+R2+j(X1+X2),---(2)]]>其可以具有實(shí)數(shù)值，即，如果電阻部分R1和電阻部分R2具有相同的值，R1＝R2，并且如果電抗部分X1與電抗部分X2相反，X1＝-X2，則阻抗Z可以為阻性。當(dāng)該阻抗Z為純阻性時(shí)，該并聯(lián)的阻抗Z1、Z2的值是相對于彼此的復(fù)共軛，即，Z1＝R1+jX1，Z2=Z‾1=R1-jX1.]]>圖4示出了電阻單元208的可調(diào)阻抗單元2080的曲線400，電阻單元208在史密斯圓圖中具有感性電抗。該曲線也相似于阻抗單元306的曲線。該阻抗單元的值可以選擇，使得調(diào)整范圍的最小和最大值都在史密斯圓圖的實(shí)軸中。不具有互補(bǔ)電抗的可調(diào)阻抗單元的曲線在這種情況下是史密斯圓圖上的、在實(shí)軸之上彎曲的弧。
圖5是示出了具有容性電抗的電阻單元208的阻抗單元2082的阻抗曲線500的史密斯圓圖。該曲線也相似于阻抗單元308的曲線。與圖4相似，阻抗單元的值可以選擇，使得調(diào)整范圍的最小和最大值都在史密斯圓圖的實(shí)軸中。不具有互補(bǔ)電抗的可調(diào)阻抗單元的曲線在這種情況下是史密斯圓圖上的、在實(shí)軸之下彎曲的弧。
圖6是示出了電阻單元206的阻抗單元2080與阻抗單元2082的組合的阻抗曲線600的史密斯圓圖。該曲線相似于阻抗單元306和阻抗單元308二者的組合的曲線。由于互補(bǔ)電抗(涉及等式(2)中的X1和X2)彼此相反，組合的阻抗Z為阻性并因此為一條在整個(gè)調(diào)整范圍內(nèi)的直線。
圖7示出了具有與圖4中的曲線相似行為的阻抗單元。該阻抗單元可以使用一對陰極彼此面對的電容二極管700來實(shí)現(xiàn)。不過通常，該阻抗單元可以使用至少一個(gè)電容二極管來實(shí)現(xiàn)。該電容二極管對700在一個(gè)端子處接地。調(diào)整阻抗的調(diào)整信號從二極管對700之間被饋送。該調(diào)整信號能夠例如被表示如下Vadjustment＝V0-VC，其中Vadjustment為調(diào)整電壓，V0為恒定電壓(例如大約8V)，以及VC為改變電容二極管對700的阻抗的可變電壓。電容二極管對700的另一端子通過線圈702接地。該電容二極管對700的相同端子也穿過傳輸線路704、708一段以及電阻706被連接到信號線路。
圖8示出了具有與圖5中的的曲線有相似行為的阻抗單元。這種阻抗單元還可以使用一對陰極彼此面對的電容二極管800來實(shí)現(xiàn)。調(diào)整阻抗的調(diào)整信號從二極管對800之間被饋送。在這種情況下，該調(diào)整能夠直接使用可變電壓VC來執(zhí)行，即Vadjustment＝VC。因此該曲線在圖4和圖5中方向相反，并在調(diào)整范圍內(nèi)的任何點(diǎn)上具有彼此相反的電抗值。該電容二極管對800的另一個(gè)端子通過線圈802接地。該電容二極管對800穿過傳輸線路804、808一段被連接到信號線路，在傳輸線路804、808兩者之間設(shè)有電阻806以接地。
當(dāng)頻率被認(rèn)為是2140MHz時(shí)，能夠給出下列示例，但不限于此。每個(gè)電容二極管包括1.5mH電感以及如下的部件的值傳輸線路704Z0＝63Ω，I＝0.668×λ電阻706R＝120Ω傳輸線路708Z0＝50Ω，I＝0.107×λ傳輸線路804Z0＝50Ω，I＝0.794×λ電阻806R＝90Ω傳輸線路808Z0＝106Ω，I＝0.804×λ。
舉例而言，電容二極管的電容C能夠表達(dá)為C＝[8.75/(1+Vadjustment/2.3)1.1+1.2]pF。在另一種頻率下，能夠使用不同的值。線圈702、802用于直流接地。電容二極管的使用加快了電路調(diào)整并且因此能夠被用于高頻。
通過將圖7和圖8的可調(diào)阻抗單元并聯(lián)，可形成可調(diào)電阻。該可調(diào)阻抗的設(shè)計(jì)可以使得電抗部分的絕對值相等但該值的符號相反，而導(dǎo)致史密斯圓圖中的直線。電容二極管支持高調(diào)整速度、高回波損耗以及高達(dá)5dB甚至更高的調(diào)整范圍。
圖9是示出了在調(diào)整電路中調(diào)整信號幅度的方法的流程圖。在方法步驟900中，幅度調(diào)整電路的至少一個(gè)輸入和輸出端子處的電阻利用至少一個(gè)可調(diào)電阻單元進(jìn)行調(diào)整。
圖10是示出了在調(diào)整電路中調(diào)整信號幅度的方法的流程圖。在方法步驟1000中，調(diào)整電路的阻抗被調(diào)整。在步驟1002中，每對阻抗單元的電阻在調(diào)整期間保持彼此互補(bǔ)。
被調(diào)整的信號可以為射頻信號，該信號可以為基帶信號或由載波調(diào)制的信號。信號頻率可以從千赫變化到千兆赫。
盡管上文參考根據(jù)附圖的示例描述了本發(fā)明，但顯然，本發(fā)明不限于此，而是能夠在隨附的權(quán)利要求書的范圍中以多種方式加以修改。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整射頻信號的幅度的調(diào)整電路，所述調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；匹配部件，具有匹配來自所述多個(gè)端子的輸入信號和到所述多個(gè)端子的輸出信號的作用；以及在所述匹配部件和地之間的至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，用于改變所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子的電阻。
2.一種用于調(diào)整信號的幅度的調(diào)整電路，所述調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；以及至少一對可調(diào)阻抗單元，所述可調(diào)阻抗單元的每一對位于所述多個(gè)端子的一對輸入和輸出端子之間，其中所述可調(diào)阻抗單元的每一對并聯(lián)連接于信號線路和地之間，以及所述可調(diào)阻抗單元的每一對的所述阻抗單元具有彼此互補(bǔ)的電抗。
3.一種用于調(diào)整射頻信號的幅度的調(diào)整電路，所述調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；匹配裝置，用于匹配來自所述多個(gè)端子的輸入信號和至所述多個(gè)端子的輸出信號，以及在所述匹配裝置和地之間的至少一個(gè)可調(diào)電阻裝置，用于改變所述多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子的電阻。
4.一種用于調(diào)整信號的幅度的調(diào)整電路，所述調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；以及至少一對可調(diào)阻抗裝置，其中所述可調(diào)阻抗裝置的每一對位于一對輸入和輸出端子之間，在其中所述可調(diào)阻抗裝置的每一對并聯(lián)連接于信號線路與地之間，以及所述可調(diào)阻抗裝置的每一對的所述阻抗裝置具有彼此互補(bǔ)的電抗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元包括至少一對具有可調(diào)的互補(bǔ)電抗的阻抗單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中所述每對中的至少一對阻抗單元在調(diào)整范圍的任何點(diǎn)處具有相對于彼此相反的電抗值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元包括一對電容二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述匹配部件包括傳輸線路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述匹配部件包括定向耦合器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述匹配部件包括循環(huán)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中從非線性元件的輸出將反饋輸入到所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，用于根據(jù)反饋信號調(diào)整所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中從非線性元件的輸出將反饋輸入到所述至少一對可調(diào)阻抗單元，用于根據(jù)反饋信號調(diào)整所述至少一對可調(diào)阻抗單元。
13.一種用于在調(diào)整電路中調(diào)整射頻信號的幅度的方法，所述調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；匹配部件，具有匹配來自所述多個(gè)端子的輸入信號和到所述多個(gè)端子的輸出信號的作用；以及在所述匹配部件和地之間的至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，所述方法包括利用所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，通過改變每個(gè)電阻單元中至少一對可調(diào)阻抗單元的阻抗，來調(diào)整所述調(diào)整電路的多個(gè)端子中的至少一個(gè)端子的電阻。
14.一種用于在調(diào)整電路中調(diào)整信號的幅度的方法，所述調(diào)整電路包括用于輸入以及輸出的多個(gè)端子；以及至少一對可調(diào)阻抗單元，其中所述可調(diào)阻抗單元的每一對位于一對輸入和輸出端子之間，所述至少一對可調(diào)阻抗單元的每一對并聯(lián)連接于信號線路和地之間，所述方法包括調(diào)整所述調(diào)整電路的阻抗；以及在所述調(diào)整期間，保持所述每一對阻抗單元的電抗相對于彼此互補(bǔ)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括從非線性元件的輸出向至少一個(gè)可調(diào)電阻單元輸入反饋信號，并根據(jù)所述反饋信號調(diào)整所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括從非線性元件的輸出向所述至少一對可調(diào)阻抗單元輸入反饋信號，并且根據(jù)所述反饋信號調(diào)整所述至少一對可調(diào)阻抗單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述調(diào)整步包括利用所述至少一個(gè)可調(diào)電阻單元調(diào)整所述電阻，在其中至少一個(gè)可調(diào)電阻單元包括至少一個(gè)電容二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于調(diào)整射頻信號幅度的調(diào)整電路。所述調(diào)整電路包括用于輸入和輸出的多個(gè)端子，對匹配到端子的輸入信號和匹配來自端子的輸出信號起作用的匹配部件。所述調(diào)整電路還包括在所述匹配部件和地之間的至少一個(gè)可調(diào)電阻單元，用于改變所述幅度調(diào)整電路的至少一個(gè)端子處的輸入和輸出電阻。所述用于調(diào)整信號幅度的調(diào)整電路還可以包括用于輸入和輸出的多個(gè)端子，至少一對可調(diào)阻抗單元。所述阻抗單元的每一對位于一對輸入和輸出端子之間。每個(gè)可調(diào)阻抗單元并聯(lián)連接于信號線路和地之間，并且每對所述阻抗單元具有相對于彼此互補(bǔ)的電抗。
文檔編號H03C1/00GK1914792SQ200580003550
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月30日
發(fā)明者埃羅·庫克卡里, 泰羅·奧伊蘭基, 帕西·庫爾特蒂奧 申請人:諾基亞公司