專利名稱：電子電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的電子電路。
背景技術(shù)：
諸如功率放大器的非線性元件引起信號(hào)失真。人們努力嘗試用各種方法來(lái)降低放大器引起的失真。因?yàn)樽鳛檩斎胄盘?hào)的幅度的函數(shù)的幅度或相位的失真往往與已知函數(shù)類似，所以利用具有類似特征行為的部件來(lái)補(bǔ)償失真。典型預(yù)失真部件包括二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管或雙極結(jié)晶體管。雖然該解決方案簡(jiǎn)單，但是它不準(zhǔn)確。一個(gè)部件的特征曲線不能很好地消除諸如功率放大器的非線性元件的失真。
通過(guò)使用查找表可以實(shí)現(xiàn)預(yù)失真，另外，可以更新查找表，以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性，因?yàn)槔鐪囟取⒎糯笃鞯哪挲g和提供給該放大器的信號(hào)的變化會(huì)影響放大器失真。
可以使用高于一階的多項(xiàng)式代替查找表來(lái)估計(jì)失真。通常，階數(shù)必須至少為五階或甚至七階以便很好地消除失真。然而，這會(huì)大大增加乘法運(yùn)算的次數(shù)。
查找表和多項(xiàng)式導(dǎo)致非常復(fù)雜的、非理想的補(bǔ)償電路，該電路會(huì)在信號(hào)處理中引起有問(wèn)題的延遲。此外，多項(xiàng)式解決方案中使用的乘法算子難以實(shí)現(xiàn)，并且引起不必要的延遲。因此，不管是否使用線性化，如果引入信號(hào)的功率電平變化，則功率放大器不能線性放大該信號(hào)，而例如在UMTS(通用移動(dòng)電話系統(tǒng))、CDMA(碼分多址)和WCDMA(寬帶CDMA)無(wú)線電系統(tǒng)中，引入信號(hào)的功率電平是變化的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的改進(jìn)電路。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性的電子電路，該電路包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的強(qiáng)度；至少一個(gè)模擬控制器，用于形成至少一個(gè)控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及至少一個(gè)調(diào)整電路，用于根據(jù)來(lái)自至少一個(gè)控制器的至少一個(gè)控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的該至少一個(gè)屬性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于調(diào)整放大器的輸入信號(hào)的幅度的電子電路，該電路包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的強(qiáng)度；模擬控制器，用于形成一個(gè)控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及調(diào)整電路，用于根據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的幅度。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于調(diào)整放大器的輸入信號(hào)的相位的電子電路，該電路包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的強(qiáng)度；模擬控制器，用于形成一個(gè)控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及一個(gè)調(diào)整電路，用于根據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的相位。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性的方法，該方法包括利用檢測(cè)器檢測(cè)該輸入信號(hào)的強(qiáng)度；利用至少一個(gè)模擬控制器形成至少一個(gè)控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性該之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及利用至少一個(gè)調(diào)整電路，根據(jù)來(lái)自至少一個(gè)控制器的至少一個(gè)控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的該至少一個(gè)屬性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電子電路，該電路包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度；形成裝置，用于利用至少一個(gè)模擬控制器形成一個(gè)控制信號(hào)作為該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及調(diào)整裝置，用于根據(jù)來(lái)自至少一個(gè)模擬控制器的控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性。
從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)提供了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。該電路簡(jiǎn)單，可以容易地把它調(diào)諧成非線性元件并調(diào)諧成期望行為。該電路具有短延遲。


下面參照優(yōu)選實(shí)施方式和附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1表示無(wú)線電系統(tǒng)；圖2表示調(diào)整電路；圖3表示控制器的電路；圖4圖示控制的屬性和輸入信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系；圖5圖示該方法步驟的流程圖；圖6A表示帶有傳輸線的調(diào)整電路；圖6B表示帶有定向耦合器的調(diào)整電路；圖6C表示帶有循環(huán)電路的調(diào)整電路；以及圖7表示信號(hào)發(fā)生器和負(fù)載之間的調(diào)整電路。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明特別適合于諸如UMTS或WCDMA的無(wú)線電系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)，然而本發(fā)明并不限于此。
首先，用圖1描述無(wú)線電系統(tǒng)。典型的數(shù)字無(wú)線電系統(tǒng)包括用戶設(shè)備100-104，至少一個(gè)基站106，以及基站控制器108。也可以把基站106稱為節(jié)點(diǎn)B，把基站控制器108稱為無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器。用戶設(shè)備100-104通過(guò)使用信號(hào)110-114與基站106通信?？梢岳脭?shù)字傳輸鏈路116將基站106連接到基站控制器108。用戶設(shè)備100-104可以是固定安裝的終端，安裝在機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)的用戶設(shè)備或便攜移動(dòng)終端。用戶設(shè)備100-104和基站106之間的信號(hào)110-114承載數(shù)字化信息，該數(shù)字化信息如用戶或無(wú)線電系統(tǒng)生成的話音或數(shù)據(jù)信息或控制信息。
根據(jù)本解決方案，利用電子電路來(lái)調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性。該屬性可以是該非線性元件的增益或相位。如果元件的輸出功率與輸入功率之比為常數(shù)，亦即，Poutput/Pinput＝c1，則認(rèn)為元件是線性的，其中Poutput為輸出功率，Pinput為輸入功率，而c1為常數(shù)?？梢詫⑿盘?hào)的強(qiáng)度以電壓或功率進(jìn)行測(cè)量。在線性元件中，輸出電壓和輸入電壓之比為常數(shù)，亦即，Voutput/Vinput＝c2，其中Voutput為輸出電壓，Vinput為輸入電壓，而c2為常數(shù)。也可以把線性定義成這樣的，線性元件引起的相移在輸入信號(hào)的所有功率電平上為常數(shù)。在這種情況中，輸出信號(hào)的相位和輸入信號(hào)的相位之間的差為獨(dú)立于該輸入信號(hào)的功率電平的常數(shù)。
例如，在圖2中，功率分配器200把要輸入到非線性元件中的信號(hào)分成兩個(gè)分量，第一分量進(jìn)入檢測(cè)器202，第二分量進(jìn)入至少一個(gè)調(diào)整電路208、210?？梢匝舆t第二信號(hào)分量(圖2未示出該特征)，以至其延遲與檢測(cè)器202和至少一個(gè)模擬控制器204、206中的第一信號(hào)分量的延遲對(duì)應(yīng)。檢測(cè)器202檢測(cè)該信號(hào)的功率，它可以是一個(gè)包絡(luò)檢測(cè)器。把檢測(cè)器202的輸出信號(hào)提供給至少一個(gè)模擬控制器204、206，每個(gè)模擬控制器形成控制信號(hào)作為該輸入信號(hào)的所檢測(cè)的功率和該至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近。在圖2的例子中，模擬控制器可以是幅度控制器204和相位控制器206。可以把來(lái)自每個(gè)模擬控制器204、206的控制信號(hào)提供給相應(yīng)的調(diào)整電路208、210，以便根據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整第二信號(hào)分量的該至少一個(gè)屬性。接著帶有至少一個(gè)控制的屬性的輸入信號(hào)進(jìn)入非線性元件212。因?yàn)榉蔷€性元件212可以是對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大器，所以可以把經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)提供給天線，以便像電磁輻射那樣發(fā)射該信號(hào)。要放大的信號(hào)也可以是從天線進(jìn)入放大器的接收信號(hào)。射頻信號(hào)可以是基帶信號(hào)或用載波調(diào)制的信號(hào)，其頻率可以從數(shù)千赫茲到數(shù)千兆赫茲不等。因此，該電子電路可以應(yīng)用于例如基站或移動(dòng)設(shè)備。
分段逼近可以與非線性元件212的非線性行為相反，因此可以使用本解決方案的實(shí)施方式對(duì)非線性元件進(jìn)行線性化。另外，可以使用本解決方案的實(shí)施方式來(lái)產(chǎn)生對(duì)于信號(hào)的至少一個(gè)期望的非線性影響。
本解決方案的實(shí)施方式可以包括從非線性元件212的輸出到至少一個(gè)控制器204、206的反饋214(用虛線表示)，但是該特征不是必需的。該反饋可以包括各控制器204、206的反饋?zhàn)儞Q器(未示出)，該變換器把非線性元件212的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合控制器204、206的形式。代替非線性元件212的輸出信號(hào)或除了該信號(hào)之外，反饋信號(hào)214可以向控制器204、206傳送與非線性元件212有關(guān)的例如溫度或濕度之類的屬性方面的信息，以補(bǔ)償這些屬性的影響。
在圖3中，更詳細(xì)地表示了模擬控制器。本例包括兩個(gè)倒相級(jí)。第一級(jí)300是檢測(cè)器和實(shí)際控制級(jí)302之間的緩沖器。第一級(jí)300可以包括一個(gè)運(yùn)算放大器或晶體管3000和具有相同阻值的兩個(gè)電阻器3002、3004，導(dǎo)致總放大系數(shù)為-1。通常，總放大系數(shù)的結(jié)果是A＝-Rs1/RI，其中Rs1意指并聯(lián)電阻器3004，而RI意指輸入電阻器3002。原則上，緩沖級(jí)300未必總是必需的。然而，可以利用緩沖器來(lái)分離檢測(cè)器和控制器，以降低控制器的載荷。
正如圖3所示，實(shí)際控制級(jí)302可以包括三個(gè)電壓發(fā)生器3020-3024、三個(gè)非線性部件3026-3030、輸入電阻器3032-3036、放大器3038和并聯(lián)電阻器3040。放大器3038可以是晶體管或運(yùn)算放大器。通常，實(shí)際控制級(jí)302可以包括N或N+1個(gè)電壓發(fā)生器和N+1個(gè)非線性部件，其中N至少為1。僅僅使用N個(gè)電壓發(fā)生器的原因是，可以省略與圖3中的電壓發(fā)生器3020相對(duì)應(yīng)的第一電壓發(fā)生器。該電壓發(fā)生器3020可以布置在緩沖器300內(nèi)，以至電壓發(fā)生器3020在例如地線和放大器3000的正極端之間進(jìn)行耦合。所有輸入電阻器3032-3036未必是必需的，但是當(dāng)使用輸入電阻器時(shí)，其數(shù)目通常可以為N+1。
模擬控制器可以包括以串聯(lián)方式耦合的至少一個(gè)電壓發(fā)生器3020-3024，用并聯(lián)方式耦合的至少兩個(gè)非線性部件3026-3030(如二極管)以及一個(gè)運(yùn)算放大器3038。至少兩個(gè)非線性部件3026-3030的每一個(gè)都有一個(gè)串聯(lián)電阻器3032-3036，并且利用至少一個(gè)電壓發(fā)生器3020-3024，使得與電阻器3032-3036串聯(lián)的至少兩個(gè)非線性部件3026-3030的每一個(gè)偏壓到不同電壓。接著，帶有并聯(lián)電阻器3040的運(yùn)算放大器3038把來(lái)自非線性部件3026-3030的并聯(lián)耦合的電壓組合成控制信號(hào)。
可以用并聯(lián)方式代替串聯(lián)耦合方式耦合電壓發(fā)生器3020-3024。以相似的方式，可以用串聯(lián)方式耦合至少非線性部件3026-3030。也可以耦合例如四個(gè)電壓發(fā)生器，使兩個(gè)電壓發(fā)生器是用并聯(lián)方式耦合的，而另兩個(gè)電壓發(fā)生器是用串聯(lián)方式耦合的?？梢园阉鼈兣c具有串聯(lián)耦合或并聯(lián)耦合的非線性部件相耦合。可以用許多方式來(lái)耦合這些部件，并且因?yàn)榇?lián)耦合和并聯(lián)耦合之間的轉(zhuǎn)換(對(duì)應(yīng))本身是明顯的，所以不再表示有關(guān)耦合可能性方面的變形。
假定非線性部件3026-3030為正向偏壓二極管，認(rèn)為其電阻以最簡(jiǎn)單的可能方式起作用，從而在低于偏移電壓Uth時(shí)，其電阻無(wú)窮小，高于偏移電壓Uth時(shí)，其電阻為零。二極管的偏移電壓可以為0.7V。緩沖放大器級(jí)300使來(lái)自檢測(cè)器的信號(hào)反相。當(dāng)輸入信號(hào)的電壓小于U1+Uth時(shí)，輸入緩沖放大器級(jí)300的輸出小于-U1-Uth并且控制器的輸出340為零。在分段逼近的第一分段中，如果假定第一分段是線性的，也可以認(rèn)為其斜率(亦即，輸入電壓和控制器的輸出340的電壓之間的關(guān)系的導(dǎo)數(shù))為零。
當(dāng)以電壓測(cè)量的輸入功率達(dá)到U1+Uth時(shí)，與電阻器R13032串聯(lián)的二極管D13026開始導(dǎo)電。當(dāng)超過(guò)U1+Uth時(shí)，二極管3026和電阻器3032之間的電壓為-Uin+U1+Uth。這使得通過(guò)電阻器3032的電流和控制器的輸出向上擺動(dòng)?？刂破鞯牟罘衷鲆鍳現(xiàn)在為G＝(-Rs1/Ri)·(-Rs2/R1)＝(-1)·(-Rs2/R1)＝Rs2/R1，如果假定第二分段是線性的，可以認(rèn)為它是分段逼近的第二分段中的輸入功率和控制器的輸出340的電壓之間關(guān)系的斜率。因此，在閾值點(diǎn)U1+Uth上，控制器的輸出340的電壓和輸入電壓之間關(guān)系從一種逼近變化到另一種逼近。
如果信號(hào)電平增加直至檢測(cè)器輸出電壓達(dá)到U1+U2+Uth，則二極管D23028開始使電流通過(guò)電阻器R23034。現(xiàn)在，控制器的差分增益G增加到G＝(-Rs1/Ri)·(-Rs2/(R1‖R2)＝(-1)·(-Rs2/(R1‖R2))＝Rs2(1/R1+1/R2)，如果假定第三分段是線性的，可以認(rèn)為它是分段逼近的第三分段中的輸入功率和控制器的輸出340的電壓之間的關(guān)系曲線的斜率。因此，在閾值點(diǎn)U1+U2+Uth上，輸入電壓和控制器的輸出340的電壓之間的關(guān)系再次改變。
如果信號(hào)電平繼續(xù)增加直至檢測(cè)器輸出電壓達(dá)到U1+U2+U3+Uth，則二極管D33030開始使電流通過(guò)電阻器R33036?，F(xiàn)在，差分增益G增加到G＝(-Rs1/Ri)·(-Rs2/(R1‖R2‖R3)＝(-1)·(-Rs2/(R1‖R2‖R3))＝Rs2(1/R1+1/R2+1/R3)，如果假定第四分段是線性的，可以認(rèn)為它是分段逼近的第四分段中的輸入功率和控制器的輸出340的電壓之間的關(guān)系曲線的斜率。因此，在閾值點(diǎn)U1+U2+U3+Uth上，輸入電壓和控制器的輸出340的電壓之間的關(guān)系發(fā)生改變。
根據(jù)這種類型的分段線性逼近，代表該控制信號(hào)之電壓的曲線突然在閾值點(diǎn)變向，這意味著該曲線在這些閾值點(diǎn)具有不連續(xù)導(dǎo)數(shù)。實(shí)際上，可以認(rèn)為二極管的行為要復(fù)雜得多，因此該逼近中的各分段不是嚴(yán)格線性的。這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在這些閾值點(diǎn)上，控制信號(hào)的斜率實(shí)際上不會(huì)突然變向，而是可以認(rèn)為它們具有連續(xù)導(dǎo)數(shù)，并且控制信號(hào)中的電壓在分段逼近中逐個(gè)分段地光滑地改變。通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)電路，可以控制各閾值點(diǎn)的光滑度。
利用電壓發(fā)生器3020-3024來(lái)確定各閾值點(diǎn)，在各閾值點(diǎn)上，控制信號(hào)從分段逼近的一種逼近變化到另一種逼近。諸如二極管3026-3030的非線性部件可能對(duì)這些閾值點(diǎn)有影響。
可以把非線性元件的輸出連接到電壓發(fā)生器3020-3024和/或電阻器3032-3036上作為反饋信號(hào)。在此情況下，根據(jù)該反饋信號(hào)，電壓發(fā)生器3020-3024和/或電阻器3032-3036可以是可調(diào)的。另外，取決于非線性部件，該反饋信號(hào)也可以調(diào)整非線性部件3026-3030的操作。因此，相對(duì)于各閾值點(diǎn)的值和每個(gè)分段中的傾斜(或曲線形狀)的斜度，控制信號(hào)的分段變化電壓可以是適合的。該反饋信號(hào)可以是非線性部件的輸出信號(hào)或者該反饋信號(hào)可以涉及非線性部件的狀態(tài)，如用來(lái)補(bǔ)償溫度漂移的溫度。
該電路的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，可以相對(duì)于非線性元件和期望的行為調(diào)整這些參數(shù)。通過(guò)選擇適合的電阻器3032-3036，可以調(diào)整分段逼近的每個(gè)分段中的差分增益。通過(guò)使用可調(diào)電阻器而不是選擇適合的電阻器，可以調(diào)整電阻值。利用電阻器3040，可以調(diào)整控制器的總增益。電阻器3040可以有固定值，或者電阻器3040可以是可調(diào)的。該控制器中的并聯(lián)耦合的數(shù)目確定實(shí)際行為和期望行為的符合程度。并聯(lián)耦合、閾值點(diǎn)和逼近中的分段越多，實(shí)際行為就越精確地與所期望的非線性行為一致。
如果使用反饋(圖2中的參考標(biāo)號(hào)214)，則該反饋信號(hào)可以改變分段逼近的參數(shù)。這些參數(shù)可以包括發(fā)生器3020-3024中的電壓電平和/或電阻器3032-3036的電阻。該反饋也可以改變其它部件的工作值。它們可以改變分段逼近的分段的傾斜(或形狀)和閾值點(diǎn)。
圖4表示非線性行為及其分段逼近。X軸代表檢測(cè)的輸入信號(hào)的功率，Y軸表示失真。在典型放大器中，當(dāng)信號(hào)功率增加時(shí)，諸如相位延遲的失真非線性地增加。用曲線402表示該放大器的歸一化的相位延遲?？刂破鞯姆侄尉€性運(yùn)算與分段逼近400相對(duì)應(yīng)。三個(gè)閾值點(diǎn)406-410與圖3中的電壓發(fā)生器3020-3024確定的閾值點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。
檢測(cè)器把輸入信號(hào)的功率轉(zhuǎn)換成具有幅度信息的電壓。把位于檢測(cè)器的輸出的電壓轉(zhuǎn)換成該輸入信號(hào)功率和諸如相位或幅度的控制的屬性之間的分段變化的電壓關(guān)系。功率越高，控制器的輸出的電壓越高。該電壓控制對(duì)應(yīng)的調(diào)整電路，例如相位調(diào)整電路使得進(jìn)入放大器的信號(hào)提前，并補(bǔ)償非線性元件的相位滯后。相應(yīng)地，幅度調(diào)整電路增加進(jìn)入放大器的信號(hào)電平，并補(bǔ)償非線性元件的增益下降。
可以選擇重整形分段曲線400以使相位提前，目的是消除所有輸入信號(hào)功率電平上的非線性元件的相位滯后。因此，非線性元件對(duì)所有信號(hào)電平都可以具有線性輸出相位。
可以選擇重整形分段曲線400以放大該信號(hào)，目的是消除所有輸入信號(hào)功率電平上的非線性元件的放大的下降。因此，非線性元件對(duì)所有信號(hào)電平都可以具有線性輸出幅度(恒定增益)。
本解決方案可以是集成電子電路或分立電子電路。二極管可以是肖特基二極管。
最后，圖5中的流程圖表示主要的方法步驟。在步驟500中，檢測(cè)器檢測(cè)輸入信號(hào)的功率。在步驟502中，至少一個(gè)模擬控制器形成至少一個(gè)控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)的功率和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近。在步驟504中，至少一個(gè)調(diào)整電路根據(jù)來(lái)自至少一個(gè)控制器的至少一個(gè)控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性。
圖6A表示用于調(diào)整信號(hào)的幅度的調(diào)整電路(圖2，參考標(biāo)號(hào)210)的一個(gè)例子。圖6A中的調(diào)整電路包括一個(gè)輸入端600和一個(gè)輸出端602。通常，該電路可以有多個(gè)端用于輸入和輸出。信號(hào)發(fā)生器604向輸入端600提供信號(hào)，該信號(hào)發(fā)生器604可以是用戶設(shè)備或者基站中的發(fā)射機(jī)。該電路還包括一個(gè)匹配部件606，該部件影響輸入到端600的信號(hào)和從端602輸出的信號(hào)的匹配。該匹配部件影響該電路的阻抗，并且?guī)в胁煌瑢傩缘钠ヅ洳考梢愿淖冊(cè)撾娐返淖杩埂＠?，匹配部?06可以是傳輸線，其長(zhǎng)度l可以是該信號(hào)的波長(zhǎng)λ的四分之一，亦即，l＝λ/4+nλ/2，其中n＝0，1，2，...，∞。相應(yīng)地，也可以把該匹配部件中的相移Δ(單位為弧度)表示為Δ＝π/2+nπ，其中π≈3.1415926。該傳輸線的阻抗可以是50Ω、75Ω、100Ω、600Ω或任何其它期望值。圖6A中的調(diào)整電路包括位于匹配部件606和地線之間的兩個(gè)可調(diào)電阻單元608、610，用于改變位于幅度調(diào)整電路的輸入端600和輸出端602的電阻。負(fù)載612可以是諸如放大器之類的非線性元件，該負(fù)載612可以與輸出端602相耦合。借助于調(diào)整電路，可以消除負(fù)載612引起的幅度方面的非線性。
每個(gè)可調(diào)電阻單元608、610可以包括用并聯(lián)方式和/或用串聯(lián)方式耦合的許多部件，其中至少某些部件是可調(diào)的。電阻單元608、610中的部件相對(duì)于彼此也可以有互補(bǔ)電抗。例如，電阻單元608可以包括可調(diào)阻抗單元6080、6082，而電阻單元610可以包括可調(diào)阻抗單元6100、6102。阻抗元件6080可以是電感的，而阻抗單元6082可以是電容的，反之亦然。在調(diào)整電阻單元608內(nèi)的阻抗單元6080、6082期間，其電抗可以保持彼此相反，而該調(diào)整僅僅改變電阻單元608的電阻值。以相似方式，通過(guò)調(diào)整具有互補(bǔ)電抗的阻抗單元6100、6102，可以改變電阻單元610的電阻。
本解決方案的實(shí)施方式可以包括從非線性元件612的輸出到可調(diào)電阻單元608、610的反饋614(用虛線表示)，用于調(diào)整阻抗單元6080、6082和6100、6102，但是該特征不是必需的。
圖6B圖示一個(gè)例子，其中匹配部件為帶有四個(gè)端652-658的定向耦合器650。在本例中，兩個(gè)端652、654具有可調(diào)電阻單元660、662，但是通常至少一個(gè)端具有可調(diào)電阻單元。
圖6C圖示一個(gè)例子，其中匹配部件為帶有三個(gè)端672-676的循環(huán)電路670。在本例中，端672具有可調(diào)電阻單元678。當(dāng)從端674到端676傳送一個(gè)傳輸時(shí)，端676為輸出端。任何其它端也可以有可調(diào)電阻單元。
圖7表示用于調(diào)整信號(hào)的幅度的調(diào)整電路的另一個(gè)例子。圖7中的調(diào)整電路包括一個(gè)輸入端700和一個(gè)輸出端702。通常，該電路可以有多個(gè)端用于輸入和輸出。信號(hào)發(fā)生器704向輸入端700提供信號(hào)。在信號(hào)線(端700、702之間的線路)和地線之間用并聯(lián)方式耦合一對(duì)可調(diào)阻抗單元706、708。地線可以是零電勢(shì)或任何其它參考電平，其中對(duì)照該零電位或參考電平檢測(cè)信號(hào)線中的信號(hào)。阻抗單元706可以是電感的，而阻抗單元708可以是電容的。通常，該電路可以配備有多于一對(duì)可調(diào)阻抗單元，以至在一對(duì)輸入端和輸出端之間布置每一對(duì)可調(diào)阻抗單元。每對(duì)阻抗單元相對(duì)于彼此具有互補(bǔ)電抗。負(fù)載710可以是諸如放大器之類的非線性元件，該負(fù)載710與輸出端702耦合。如圖6A、6B和6C所示，每個(gè)阻抗單元可以包括用并聯(lián)方式和/或用串聯(lián)方式耦合的許多部件。
可以認(rèn)為圖6A、6B、6C和圖7描述的調(diào)整電路為可調(diào)衰減器，因?yàn)槠淇勺冸娮枰云谕潭人p輸入到負(fù)載的信號(hào)。
通過(guò)使用復(fù)數(shù)，可以用數(shù)學(xué)方式表示與圖6A、6B、6C和圖7有關(guān)的阻抗單元的互補(bǔ)電抗，這樣可以把阻抗看作一個(gè)復(fù)數(shù)值，其實(shí)部為電阻，其虛部為電抗。反過(guò)來(lái)電抗起因于電感或電容?？梢园褍蓚€(gè)阻抗單元Z1＝R1+jX1、Z2＝R2+jX2的并聯(lián)耦合的阻抗Z表示為Z=11Z1+1Z2=11R1+jX1+1R2+jX2---(1)]]>其中R1+jX1是第一阻抗單元Z1，R2+jX2是第二阻抗單元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，j是虛數(shù)單位。也可以把阻抗Z表示為Z=R1R2+j(R1X2+R2X1)-X1X2R1+R2+j(X1+X2)---(2)]]>該阻抗Z可以為實(shí)數(shù)值，亦即，如果電阻部分R1和電阻部分R2的值相同(R1＝R2)，并且電抗部分X1和電抗部分X2相反(X1＝-X2)，則阻抗Z可以為電阻的。當(dāng)阻抗Z為純電阻的時(shí)，并聯(lián)阻抗Z1、Z2的值彼此為復(fù)共軛，亦即，Z1＝R1+jX1，Z2=Z1‾=R1-jX1.]]>盡管上面參照根據(jù)附圖的例子描述了本發(fā)明，但是很清楚的是本發(fā)明并不限于此，但是在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可以用多種方法修改本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性的電子電路，該電路包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度；至少一個(gè)模擬控制器，用于形成控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及至少一個(gè)調(diào)整電路，用于根據(jù)來(lái)自該至少一個(gè)模擬控制器的該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的該至少一個(gè)屬性。
2.一種用于調(diào)整放大器的輸入信號(hào)的幅度的電子電路，該電路包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度；模擬控制器，用于形成控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及調(diào)整電路，用于根據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的幅度。
3.一種用于調(diào)整放大器的輸入信號(hào)的相位的電子電路，該電路包括檢測(cè)器，用于檢測(cè)該輸入信號(hào)的強(qiáng)度；模擬控制器，用于形成控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及調(diào)整電路，用于根據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的相位。
4.一種用于調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性的電子電路，該電路包括強(qiáng)度裝置，用于檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度；模擬控制裝置，用于形成控制信號(hào)作為該強(qiáng)度裝置檢測(cè)的該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及調(diào)整裝置，用于根據(jù)該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的該至少一個(gè)屬性。
5.如權(quán)利要求1的電路，其中配置該至少一個(gè)模擬控制器以形成該控制信號(hào)作為該分段逼近，其中該分段逼近包括分段線性逼近。
6.如權(quán)利要求1的電路，其中配置該至少一個(gè)模擬控制器，以便在該分段逼近的不同分段中在該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間具有不同關(guān)系。
7.如權(quán)利要求1的電路，其中該電路進(jìn)一步包括從非線性元件的輸出到該至少一個(gè)模擬控制器的反饋，用于根據(jù)該反饋信號(hào)改變?cè)摲侄伪平械膮?shù)。
8.如權(quán)利要求1的電路，其中至少一個(gè)模擬控制器包括至少一個(gè)電壓發(fā)生器；至少兩個(gè)非線性部件，借助該至少一個(gè)電壓發(fā)生器使該至少兩個(gè)非線性部件的每一個(gè)偏壓到不同的電壓電平；以及配置該模擬控制器以把來(lái)自該非線性部件的輸出信號(hào)組合成該控制信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1的電路，其中該至少一個(gè)模擬控制器包括至少一個(gè)電壓發(fā)生器；至少兩個(gè)二極管，借助該至少一個(gè)電壓發(fā)生器使該至少兩個(gè)二極管的每一個(gè)偏壓到不同的電壓電平；以及配置該模擬控制器以把來(lái)自該二極管的輸出信號(hào)組合成該控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1的電路，其中該至少一個(gè)模擬控制器包括至少兩級(jí)，包括由緩沖器組成的第一級(jí)以及第二級(jí)，該第二級(jí)包括以下至少一個(gè)至少一個(gè)電壓發(fā)生器；至少兩個(gè)二極管；帶有串聯(lián)電阻器的至少兩個(gè)二極管；放大器；借助該至少一個(gè)電壓發(fā)生器使帶有電阻器的該至少兩個(gè)二極管的每一個(gè)偏壓到不同的電壓電平；以及配置該放大器，以把從該至少兩個(gè)二極管輸出的信號(hào)組合成控制信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1的電路，其中用于形成該控制信號(hào)的該至少一個(gè)模擬控制器包括該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近，其中該至少一個(gè)屬性包括增益或相位。
12.一種調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性的方法，該方法包括利用檢測(cè)器檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度；利用至少一個(gè)模擬控制器形成控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及利用至少一個(gè)調(diào)整電路，根據(jù)來(lái)自該至少一個(gè)模擬控制器的該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的該至少一個(gè)屬性。
13.如權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括，利用該至少一個(gè)模擬控制器形成該控制信號(hào)作為分段逼近，其中該分段逼近包括分段線性逼近。
14.如權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括，利用該至少一個(gè)模擬控制器在該分段逼近的不同分段中形成該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間的不同關(guān)系。
15.如權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括，從非線性元件的輸出向該至少一個(gè)模擬控制器輸入反饋信號(hào)，以及根據(jù)該反饋信號(hào)改變?cè)摲侄伪平械膮?shù)。
16.一種電子電路，包括檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)輸入信號(hào)的強(qiáng)度；形成裝置，用于利用至少一個(gè)模擬控制器形成控制信號(hào)作為該輸入信號(hào)的強(qiáng)度和至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近；以及調(diào)整裝置，用于根據(jù)來(lái)自該至少一個(gè)模擬控制器的該控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的該至少一個(gè)屬性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整非線性元件的輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性的電子電路。檢測(cè)器檢測(cè)該輸入信號(hào)的強(qiáng)度。模擬控制器形成至少一個(gè)控制信號(hào)作為該檢測(cè)器檢測(cè)的輸入信號(hào)的強(qiáng)度和該至少一個(gè)屬性之間的非線性關(guān)系的分段逼近。調(diào)整電路根據(jù)來(lái)自至少一個(gè)控制器的至少一個(gè)控制信號(hào)調(diào)整該輸入信號(hào)的至少一個(gè)屬性。
文檔編號(hào)H03F1/32GK1914793SQ200580003551
公開日2007年2月14日 申請(qǐng)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(kù)克卡里, 泰羅·奧伊蘭基, 帕西·庫(kù)爾特蒂奧 申請(qǐng)人:諾基亞公司