失真补偿的方法和装置的制作方法

专利名称：失真补偿的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及失真补偿装置，特别是涉及应用于高频功率放大器的方法和装置，这些高频功率放大器特别适用于在便携式电话设备中作传输之用。
为了跟上通信领域中的增长速度和增长容量，对数字无线通信设备中的传输功率放大器的线性要求越来越严格。可因此却阻碍了功率放大器的功率效率的提高。
另一方面，现在广泛应用的数字便携式电话设备的连续呼叫时间通常正在变长。因此，为了给市场提供一种新的数字无线通信设备，在考虑到适用于产品的竞争功率时，它的使用时间不能被打折扣。在这样的考虑下，采用用于提高效率的失真补偿技术的趋势正变得强烈。
然而，这项技术需要庞大的电路，这对于在以体积小重量轻为特征的便携式电话中实现是非常困难的。此外，因为便携端子的性能，设备应用的环境显著变化了，因此为了跟上环境的变化，就必须要通过自适应的失真补偿来实现失真补偿。这就在与减小尺寸的要求相契合中产生了一系列问题。作为用于失真补偿的装置，有一种已知的使用具有与功率放大器的失真有相反的特性补偿装置的预失真技术。
作为预失真技术，有一些关于预失真自适应和前馈自适应技术的报道。在用于预失真自适应第二单元设备领域的现有技术，将在下面解释。
作为第一现有结构，附

图1，显示了被介绍的技术的框图，例如，1992年，欧洲微波会议第22卷，1125页到1130页，“应用多项式预失真的自适应线性功率放大器”。
参照附图1，如果失真被补偿的功率放大器(PA)114的非线性输入/输出特性，由Vout＝A(Vin)给出，在输入端子111被输入的输入基带的同相和正交信号I，Q可以被线性比较电路112用线性化A(Vin)的函数H(I，Q)计算。生成的I，Q信号被馈送到数字模拟转换器(DAC)113，由此模拟化，同时转换成输入到功率放大器114的高频波段信号。功率放大器114的输出Vout被检测，并从输出端子115输出，同时它被解调器电路116转换成基带信号If和Qf。作为用于对付温度的变化的自适应补偿，线性比较电路112比较输入信号I，Q以便检测信号IF，QF用于调整线性函数H的一个常数，以便使它们之间的差为零。重复该操作直到差值恰等于零，设置函数H(I，Q)中的常数最终达到一个适当的值。
作为另一种现有的结构，例如，在有关车辆技术的IEEE学报中，第43卷，第2号，1994年5月，第323页到第332页“应用预失真的自适应线性化”中所公开的技术。附图2显示了已经公开的一个框图。在附图2中相应于在附图1中所示的那些部分或组件由相同的参考数字标示。转换列表124，比如是一个存储器，接收输入信号I和Q用于有效数据转换，得到能够线性化功率放大器114的数据I’，Q’。这些数据I’，Q’输入到功率放大器114中。功率放大器114的输出Vout被检测并且在解调器116中转换成产生信号If，Qf。对于自适应补偿，提供一个地址发生器123用于比较输入信号I，Q和来自解调器116的检测信号If，Qf，调整用于访问转换列表124的地址，以便差值为零。地址发生器123反复调整直到差值恰等于零，使访问转换列表124的地址值最优化。
在上述现有结构中，包括在线性函数中或用于访问线性列表的常数被最优化。然而，在这些结构中，用一个反馈环执行重复操作，来减小差值。然而，反馈环遭受的一个严重问题是该环包括功率放大器114的特性，因此不能保证在任何时候都能使收敛性稳定地达到最佳值。
此外，上述的现有结构需要解调器来实现将功率放大器的输出转换成基带输出。因为解调器通常来说是正交解调器，电路体积很大。
本发明的一个目的是提供一个方法和装置用于失真补偿，由此，例如是功率放大器这样的设备产生的失真很容易被补偿。
本发明的另一个目的是提供一个方法和装置，它不需要解调器，简化了结构。
一方面，本发明提供了一种用于补偿产生于设备中的失真的失真补偿装置，它包括自适应振幅失真补偿装置，它用于发现在提供给所述设备的输入信号的包络信号和所述设备的输出信号的包络信号之间的振幅差，并基于所述振幅差的积分累计结果，输出对抗于所述设备中温度波动的振幅失真的自适应校正数据，而且应用所述自适应校正数据自适应补偿设备的振幅失真。
优选地，失真补偿设备，包括振幅失真校正设备，它基于提供给该设备的输入信号的包络信号，输出用于校正设备的振幅失真的校正数据，控制关于修正设备的振幅失真的修正数据的设备的增益改变过程。
优选地，自适应的振幅失真补偿装置将自适应修正数据加到用于振幅失真修正装置中的修正数据上，以实现设备的振幅失真的自适应补偿。
优选地，自适应振幅失真修正装置包括第一包络检测装置，它用于检测提供给该设备的输入信号的包络信号；第二包络检测装置，它用于检测该设备的输出信号的包络组成；减法装置，用于发现在由第一包络检测装置检测的输入信号的包络成分和由第二包络检测装置检测到的输出信号的包络成分之间的振幅差值；累积装置用于积分和累积由减法装置获得的振幅差值；以及自适应修正数据输出装置，它基于累积装置中累积的结果输出对抗于设备中温度变化的自适应修正数据。
优选地，失真补偿装置包括自适应相位失真补偿装置，它基于提供给设备的输入信号和从设备中输出的信号之间的相位差来输出对抗于设备中温度波动的自适应相位失真补偿数据，并且应用自适应校正数据自适应的补偿设备的相位失真。
优选地，失真补偿装置进一步包括相位失真校正装置，它基于提供给设备的输入信号的包络信号，输出校正设备相位失真的校正数据，并且响应于校正设备的相位失真的校正数据来控制设备的相移过程。
优选地，自适应相位失真补偿装置，将自适应校正数据加到应用于相位失真校正装置的校正数据上，该相位失真校正装置自适应地补偿设备的相位失真。
优选地，自适应相位失真补偿装置包括相位差检测装置，它用于检测提供给设备的输入信号和从设备输出的信号之间的相位差，还包括自适应相位失真校正数据输出装置，它基于被相位差检测装置检测到的相位差，输出对抗于设备的温度波动的自适应相位失真校正数据。
另一方面，本发明提供一种失真补偿方法，用于补偿产生于设备中的失真成分，包括自适应振幅失真补偿步骤，该步骤用于发现提供给设备的输入信号的包络信号和设备的输出信号的包络信号之间的振幅差值，基于积分振幅差值的积累的结果输出用于对抗设备中的温度波动的振幅失真的自适应修正数据，并且应用自适应校正数据自适应地补偿设备的振幅失真。
优选地是，失真补偿方法还包括振幅失真校正步骤，基于提供给设备的输入信号的包络信号输出校正设备的振幅失真的校正数据，并响应于校正设备振幅失真的校正数据控制设备的增益变化过程。
优选地是，自适应振幅失真补偿步骤将自适应校正数据加到用于振幅失真校正步骤中的校正数据之上，来实现设备的振幅失真的自适应补偿。
优选地是，失真补偿方法还包括自适应相位失真补偿步骤，基于提供给设备的输入信号和从设备中输出的信号之间的相位差，来输出对抗于设备中温度波动的自适应相位失真补偿数据，并且应用自适应校正数据自适应地补偿设备的相位失真。
优选地是，失真补偿方法还包括相位失真校正步骤，基于提供给设备的输入信号的包络信号来输出校正数据以便校正设备的相位失真，相应于校正设备相位失真的校正数据，来控制设备的相位偏移过程。
优选地是，自适应相位失真补偿步骤，将自适应校正数据加到应用于相位失真校正步骤中的校正数据上，以便自适应补偿设备的相位失真。
按照本发明，功率放大器中的失真成分通过应用由包络检测构成的方法可以很容易的被补偿而不需要采用正交解调器。此外，因为失真成分通过对输出输入差值积分来检测从而实现失真补偿，因此即使是最轻微的失真补偿也可被检测到。
附图1是第一现有技术的框图。
附图2是第二现有技术的框图。
附图3是包含本发明失真补偿装置总结构的框图。
附图4是附图3中所示的失真补偿装置的时间表。
附图5室温情况下的振幅补偿曲线图。
附图6室温情况下的相位补偿曲线图。
附图7是自适应补偿表。
附图8功率放大器中的失真频谱图表。
附图9室温情况下典型的失真补偿图表。
附图10是显示在-30℃时的自适应补偿结果的曲线图。
附图11是显示在+80℃时的自适应补偿结果的曲线图。
附图12是用于附图3中所示的失真补偿装置的包络检测器的具体结构的电路图。
附图13是表示附图12中所示的包络检测器的特性的曲线图。
附图14是显示用于附图3中所示的失真补偿装置的增益改变单元的具体结构的电路图。
附图15是显示用于附图3中所示的失真补偿装置的增益改变单元的另一种具体结构的电路图。
附图16是显示用于附图3中所示的失真补偿装置的具体相位偏移结构的电路图。
附图17表示附图16中所示的相位偏移的特性的曲线图。
附图18是表示用于自适应补偿相位失真的失真补偿装置的结构的框图。
附图19是表示用于附图18中所示的失真补偿装置的特定相位差检测器结构的电路图。
参考附图，将详细介绍相对于本发明的失真补偿装置的优选实施例。失真补偿装置设计用于补偿在数字无线通信装置中的高频功率放大器中的失真，其中的高频功率放大器这里简写为功率放大器。
参照附图3，失真补偿装置的全部结构将被解释。失真补偿装置主要有四电路(channel)构成，即振幅失真校正电路，作为校正功率放大器的振幅失真的电路，相位失真校正电路，作为校正功率放大器的相位失真的电路，伴随着功率放大器温度变化的振幅失真的自适应补偿电路，以及由到达功率放大器的高频信号经过的电路。
振幅失真校正电路是振幅失真校正装置，它基于提供给功率放大器用于控制功率放大器的增益变化过程的高频输入信号的包络信号，输出校正功率放大器振幅失真的校正数据，并且该增益变化过程响应于校正功率放大器的振幅失真的校正数据。
相位偏移校正电路是相位失真校正装置，它基于提供给功率放大器用于控制功率放大器的相位偏移过程的高频输入信号的包络信号，输出校正功率放大器的相位失真的校正数据，并且该相位偏移过程响应于校正功率放大器的相位失真的校正数据。
振幅失真的自适应补偿电路是自适应振幅失真补偿装置，它发现提供给功率放大器的输入信号的包络信号和功率放大器的输出信号的包络信号之间的振幅差值，并且基于相对振幅差的积分和积累的结果，输出对抗于功率放大器的温度变化的自适应振幅失真校正数据，来实现功率放大器振幅失真的自适应补偿。
振幅失真校正电路包括包络检测单元(DET1)1，被馈送一部分高频信号S1，经历包络S2中的变化，适应用于检测包络S2，还包括A/D转换器3，该转换器用于将穿过第一选择器(SEL1)2后的包络S2数字化并且输出数字信号S21。振幅失真校正电路还包括第一存储器(M1)6，它被馈送作为一个地址对应于数字信号S21的信号S3，其穿过第二选择器(SEL2)4并且由第二锁存器(LCH2)5保持的数字信号S21，它相对于地址，输出为振幅校正预先存储的振幅校正数据S7，还有第二加法器(ADD2)7，用于将第一存储器6的输出S7加到将在后面介绍的数字信号S44上。振幅失真校正电路还包括第一D/A转换器(D/A1)8，用于将第二加法器7的总计结果模拟化，还包括一个第一低通滤波器(LPF1)9用于去除来自第一D/A转换器8中的模拟信号中包含的数字噪声。
相位失真校正电路包括第二存储器(M2)10，用于输出对应于数字信号S3的相位校正数据S4，该数据是为相位校正而预先存储的数据，还包括第二D/A转换器(D/A2)11，用于将第二存储器10的输出S9模拟化，以及第二低通滤波器(LPF2)12用于除去包含在从第二D/A转换器11来的模拟信号中的数字噪音。
用于振幅失真的自适应补偿电路包括一个随机存储器(RAM1)17，用于读出存储在和上述的数字信号S3的地址相关联的地址中的数据，并输出读出的信号，或写入下面将要介绍信号S41，该电路还包括一个第二包络检测单元(DET2)13，用于检测失真将被补偿的功率放大器(PA)23的输出S30的包络S31。用于振幅失真的自适应补偿电路包括一个减法器(SUB)15用于从数字信号S3数字地减去包络S31穿过第一选择器2、通过A/D转换器3将包络数字化、数字包络通过第二选择器4、将结果锁存于第三锁存器(LCH3)14获得的信号S24，第一加法器(ADD1)16数字地将数字信号S40加到将在下面介绍的数字信号S43上，输出结果作为信号S41，第一锁存器电路(LCH1)将随机存储器17的输出信号S42作为S43锁存。用于振幅失真的自适应补偿电路包括馈送锁存信号S43作为地址的第三存储器(M3)，它适于输出为自适应校正预先存储的自适应校正数据S44，相应于该地址。
第一加法器16，随机存储器17和第一锁存电路18组成累积装置，而第三存储器19是自适应校正数据输出装置。
用于电路的A/D转换器，被用于将输入信号S1的包络和功率放大器23的输出信号S30数字化，用一个选择器和一个锁存器来选择和保持这些信号。
用作高频信号通路的电路，包括延迟设备(DL)20，它被馈送高频信号S1，适应于延迟产生信号S50的通路的时间，移相器(PH)21，被馈送延迟设备20的输出50，将第二低通滤波器13的输出S6连接到它的控制端子。移相器21可以通过提供给控制端子的信号改变输入信号的通道(passage)相位。作为高频信号的通道的电路还包括增益改变单元(AM)22，馈接移相器21的输出51，并且使第一低通滤波器9的输出S11耦合到它的控制端子上。移相器21通过提供给控制端子的信号改变通道的增益。增益改变单元22的输出S52被输入到失真将被校正的功率放大器23。
失真补偿装置中除了前面所说的各电路外，还包括时钟发生器(CLK)24用于产生时钟信号MRW，用于切换随机存储器17的读/写时间，时钟发生器(CLK)24用于产生时钟信号LC，用于允许锁存电路(LCH1到3)执行锁存操作。
本发明的失真补偿装置的操作将在下面介绍。参照附图3，正交相位调制信号的高频输入信号S1，比如象用在便携式无线设备中的限带π/4移位QPSK(正交相移键控)信号或0°QPSK信号，馈送到失真补偿装置的输入端子Tin。高频输入信号S1包括包络成分，它利用基带信号成分调制高频载波，并随着时间的流逝而逐渐波动。馈接到输入端Tin的高频输入信号S1被分成两部分，分别输入到振幅失真校正电路和第四电路。
首先，介绍振幅失真校正电路。输入到振幅失真校正电路的高频功率输入信号S1，使它的包络信号S2由包络检测电路1检测到。由包络检测电路1检测到的包络信号S2，由第一选择器2选择来呈现精选的输出信号选择器输出信号S20，该信号被A/D转换器3转换成数字信号S21。数字信号S21进一步由第二选择器4选择来呈现选择器输出信号S23，该信号由第二锁存器5保持，以便作为信号S3输出。
信号S3被作为地址输入给第一存储器6，在它里面一开始已经存储了用于振幅校正的校正数据，它将与上述的信号S3相关的振幅校正数据S7作为地址输出给加法器7。其间，信号S3还以随后介绍的方式被提供给相位失真校正电路的第二存储器10，和自适应振幅失真补偿电路的减法器15，以及随机存储器17。
加法器7将振幅校正数据S7加到将要随后介绍的自适应补偿数据S44上，将得到的总和输出S9发送给第一D/A转换器8。第一D/A转换器8将由自适应补偿数据S44加上振幅校正数据S7得到的总和输出S9转换成模拟信号S10，它将被发送到第一低通滤波器9。第一低通滤波器9将滤波器输出信号S11(该信号相当于去掉了数字噪音的模拟信号S10)发送到组成高频信号通道电路的增益改变单元22的控制端子。增益改变单元22按照被发送到控制端子的相当于控制信号的信号S11控制通道增益(振幅)。
现在介绍存储在第一存储器6中的振幅校正数据。如果输入信号S1的包络电压是Vi(t)，增益改变单元22的输出S52的包络电压是Vpd(t)，提供给增益控制单元22的控制端子的控制信号S11的电压是Vc(t)，存储在第一存储器6中的电压是Vc(t)。
如果这样，增益改变单元22的增益G(vc)表示如下G(vc)＝1+a·Vc(t) ...(1)其中a是转换系数，Vpd(t)＝Vi(t)·G(vc) ...(2)因此，将等式(2)代入等式(1)中，可得如下等式Vpd(t)＝Vi(t)·(1+a·Vc(t))从上式可得Vc(t)＝(1/a)·(Vpd(t)/Vi(t)-1)包络电压Vpd(t)可以通过测量功率放大器23的输入输出特性得到，如附图5所示，失真将被校正。因此，开始，第一存储器6中应用包络电压Vpd(t)足够存储上面提到的等式(3)的计算结果。
现在介绍相位失真校正电路的操作。相位失真校正电路的操作类似于上面描述的。被第二锁存器5锁存后输出的信号S3，访问与在自适应补偿校正电路中的第一存储器6有相同的结构的第二存储器10，引起以前存储在第二存储器10中的相位校正数据S4的输出。第二选择器4的数据被第二D/A转换器11转换成模拟信号S5，然后穿过第二低通滤波器12产生一个信号S6。信号S6输入到组成上述的高频信号通路电路的移相器21的控制端子，来控制通道相位以补偿需要进行相位补偿的功率放大器23的相位失真。
在没有温度波动或类似变化的情况下，通过运行振幅失真校正电路和相位失真校正电路来补偿目标功率放大器23的失真。然而，如果考虑到变化，例如温度引起的，由两个电路进行补偿就不够了，还需要执行对付这些波动的振幅失真自适应补偿电路。
用于振幅失真的自适应补偿的电路的操作就是自适应补偿的操作，下面将作介绍。补偿了失真的功率放大器23输出S30的包络信号S31，由第二包络检测器13检测，由第一选择器2选择，由A/D转换器3数字化产生数字信号S21。数字信号S21由第四选择器4选择，由第三锁存器锁存，以便作为信号S24发送到减法器15。减法器从数字信号S3中数字地减去信号S24，将输出减后的结果作为数字信号S40。如果失真存在于需要被补偿的功率放大器23的输出中，则只有失真成分作为相减的结果出现在减后的结果S40中。减后的结果S40加到写在随机存储器17中的数据上，它使信号S3作为地址以便再次写入随机存储器17中。因为随机存储器17中的数据从读出到写入或与之相反地进行切换，因此它一旦读出就被存储在第一锁存电路18中。如果信号S3提供一个重复相同值的地址，相对于该地址的随机存储器17中的数据被重复求和和改写。随机存储器17中的数据提供接下来的第三存储器19的地址，使存储在第三存储器19中的数据输出。在第三存储器中的数据S44由振幅校正电路中的第二加法单元7加到第一存储器6中的振幅校正数据上。求和结果被输入到需要进行补偿的功率放大器23上来为振幅失真的校正做贡献。因此如果适于自适应补偿的效果被表现出来，相减的结果S40接近于零，随机存储器17中的数据收敛成某一固定的值。收敛的值这样可以减小需要被补偿的功率放大器23的失真。
现在介绍存储在第三存储器19中的数据。如果振幅失真是通过利用增益变化单元22的特性来补偿的，则必须实现上面等式(3)所示的数据转换。相反的，因为存制在存储器6中的数据已经以这种方式被转换了，在第二加法器单元7中要加或减的数据，以最小意义上的位为单元在第一存储器6中实现位加法或减法，因此可以只处理被加或被减的值，因此没必要考虑等式(3)中的转换。即，如果线性转换为第三存储器19执行，则是足够的，该线性转换将第一存储器6的值递减或递增信号S40的正值或负值。
因为写入随机存储器17里的数据按顺序地从以前存储的值中加上或减去，在正向或负向上连续累计的结果决定了第三存储器19的地址。该结果是出现的失真分量的最小值由积分操作积累，并产生易于校正的大值。
通常，如果温度在-30℃到+80℃之间波动，增益在5dB的范围变化。然而，相位变化最多在几度的范围内。因此，如图3所示的在失真补偿装置中，相位位移的自适应补偿并没执行。同时，随后将说明一个相位偏差自适应补偿的特定实施例。
将在下面介绍通常用于如附图3所示的失真补偿装置中的常规补偿和自适应补偿的A/D转换器3的切换操作。特别的，这种操作被重复，其中信号S25引起选择器切换，在数字化输入信号S1的包络和将数字包络作为信号S3锁存的情况，和数字化功率放大器23输出S30的包络和将数字化的包络作为信号S24锁存的情况，交替出现。这允许使用单独的A/D转换器来数字化输入信号和数字化输出信号，因此减小失真补偿装置的尺寸并且节省能量上的消耗。
现在介绍所有应用附图4中时序表的时序操作。输入信号S1的包络信号S2和功率放大器23的包络信号S31按照由时钟发生器24产生的信号S25的时序进行切换，同时，数字化的信号S22(S24)和选择器输出信号S23(S3)被锁存。随机存储器17在将信号S25两分频获得的时钟信号MRW的上升边缘被读出，产生读出信号S42，在时钟LC的上升沿被锁存。随机存储器17的地址这时候是信号S3，在数字化输入信号S1的包络S2时获得的。时钟LC是时钟发生器24延迟时钟信号MRW所获得的。应用时钟LC，读出信号S42由第一锁存器18锁存，同时第三存储器19开始被访问以读出信号S44。信号S44被第二加法器单元7加到信号S7上形成求和信号S9，分别通过时间上与时钟MRW的延迟相关的第一D/A转换器8转变成模拟信号S10和通过低通滤波器9转换成输出信号S11。在时钟MRW的每一个周期中，上述操作都重复。
其次，存储在第一存储器6、第二存储器10和第三存储器19中的数据在图中表示了。附图5显示了存储在第一存储器6中的典型的数据。横坐标和纵坐标表示包络信号S1的电压和按照等式(3)转换的振幅校正数据。附图6表示存储在第二存储器10中允许相位补偿的数据。附图7表示了存储在第三存储器19中的相应于正负号已经被线性转换的数据。
本发明执行的结果显示如下。附图8和9显示了在25℃(室温)的典型的失真补偿。特别的，附图8和9分别表示包含有功率放大器23产生的失真的频谱和由第二存储器10进行随后失真补偿的频谱。
附图10和11显示了自适应补偿的结果。特别的，附图10显示了在-30℃的情况，并且显示了在参数(增益Cef)在0.25到1.0之间变化的情况下，纵坐标上的失真成分(ACPR，dBc)是怎样相对于累积次数的数量而变化的。在图中，特性31到35相对于上述的参数0.25，0.5，0.75，0.9和1.0分别得到。增益Cef显示了附图7中的直线的倾斜。值Cef越大，越倾斜。可以看到，随着积分数量的增加，失真功率在减小。这取决于最小分辨率，依靠系数Cef可以被补偿，显示了对于Cef的较大值，分辨率变得粗糙，结果导致失真继续存在。
附图11显示了自适应补偿在+80℃的情况。增益Cef，作为参数，在0.5到1.25的范围内变化。在附图11中，特性41到44分别由上述的参数(增益Cef)0.5，0.75，1.0和1.25得到。同附图10比较，可得到因为功率放大器23的增益在高温的时候较低，组成自适应振幅失真补偿的反馈环的环增益较低。因此减小失真功率就需要增加积分的次数。
组成如附图3中所示的失真补偿装置的各部分的详细结构将在此介绍。首先，在包络检测电路1中，通过输入端子31输入高频信号Sin(S1)到二极管32的阳极端子。输出信号Soo(S2)来自连接到输出端子37的阴极端子。并联结构的电阻35和电容36跨接在二极管32的阴极端子和地之间。如果高频信号Sin(S1)馈送到输入端31，则只有包络成分的输出信号Soo(S2)出现在输出端37。为了提高小振幅信号部分的非线性，二极管32的偏压Vbias从偏压端子33通过偏压电阻34馈送。附图13显示了从附图10的例证结构获得的输出信号Soo包络电压的特性，相对于作为输入信号Sin提供的高频信号功率。
参考附图14，介绍可用作增益改变单元22的电路的特定实施例。在本实施例中，具有源极接地类型的电路结构的双栅场效应晶体管44被应用。将要被控制的高频功率输入到输入端子45横过输入匹配电路46，以便被输入到双栅场效应晶体管44的第一栅极GL。对于双栅场效应晶体管44的漏极D，连接到输出匹配电路47，以便在输出端48输出受控的高频信号。控制电压Vc通过控制端子41被提供给连接到电阻42和电容43的双栅场效应晶体管44的第二栅极G2。双栅场效应晶体管44的互导，取决于提供给第二栅极G2的电压，该互导用于控制增益。
附图15表示了包括一个栅极接地场效应晶体管52的增益改变单元22的特定实施例。在图中，端子51，53表示FET52的源极和漏极以及高频信号的通路。来自端子54的控制电压用于调整通道损耗。电容器56跨接在栅极和地之间。
增益改变单元22这样设计的愿望是想使通道相位不随增益波动而波动。附图14和15的电路都满足这个要求。
附图16显示了移相器21的一个特定实施例，其中端子61，62是穿过串接的线圈64，65的输入/输出端子。电容器66和可变电容器67，比如VARICAP二极管，串联后连接在两线圈64，65的接点和接地，控制端子63通过电阻68连接到电容器66和可变电容器67之间的接点。横越端子61，62的高频信号可以被提供给控制端子63的电压Vct1移相。
附图17显示了当电容66，电阻68，线圈64，65分别被设为2.5pF，1kΩ，5nH和5nH时，移相器21的典型特性。依靠频率的10°到40°的相位偏移通常发生在从0.5V到3.0V的范围内。
附图3中所示的失真补偿装置中，因为功率放大器23的失真成分可以通过应用包络检测方法恢复正常，所以预失真所必需的自适应补偿数据可以很容易地实现而不需要正交解调。因为失真成分通过对输出和输入的差值积分来检测以便实现失真补偿，所以最轻微的失真能够很容易的被补偿。此外，因为A/D转换器用在常规补偿和自适应补偿之间的切换模式，只有一个A/D转换器足够了，所以小体积和低功耗可以很容易地获得。
附图3中所示的失真补偿装置，伴随着温度波动的相位波动包括在几度的范围内，因此没有产生相位偏移的自适应补偿。然而，如果自适应补偿达到很高的精确度，自适应补偿期望被执行。现参照附图18介绍自适应相位失真补偿的失真补偿装置的一个特定实施例。注意与附图3中结构相同的框以相同的参考数字标示，为简单起见，细节描述将省略。为了描述的简便，选择器(SEL)和锁存器(LCH)被省略。
失真补偿装置包括自适应相位失真补偿设备，为了对抗功率放大器的温度变化的相位失真，它基于提供给功率放大器的输入信号和功率放大器的输出信号之间的相位差，输出自适应校正数据，并且应用自适应校正数据来实现功率放大器的相位失真的自适应补偿。
特别的，附图18中所示的失真补偿装置，包括相位差检测器(DP)71，它被馈给输入信号S1和功率放大器23的输出信号S30，把它们之间的相位差作为电压S100输出，存储器(MP)72将相位差检测器71的输出作为地址，输出数据作为信号S101，以及一个加法器73，被馈送存储器72的输出，并且将第二存储器10的输出加到存储器72的输出上。加法器73求和后的输出发送给第二D/A转换器11。
下面解释操作。象相位补偿表一样，如果第二存储器10的数据合适的话，相位差检测器71中没出现输出，因此操作没有发生。如果数据不合适，依赖于功率放大器23输入/输出信号的相位差的电压S100产生了。在存储器72中，相似于随机存储器17中的数据被存储，依靠信号S100的数据转换被执行产生信号S101。信号S101加到相位补偿表(第二存储器10)的输出S4，用于控制相移器21。
附图19显示相位差检测器71的一个特定实施例。串联的电阻93和电容94以及其他一系列串联的电容95和电阻96并联连结组成电桥。如果要测量相位差的两个信号(S1，S30)输入到电桥的两个时应的输入端子91，92，相对于跨越在电桥的另两个对立端子的相位差，产生一个电压。这些端子连接到两个平方律检测电路(square detection circuit)，该检测电路由二极管97，100，电阻98，101和电容99，102组成。这些平方律检测电路的输出被馈给减法器。减法器包含有运算放大器107，它的反相端(-)通过一个电阻103和由二极管97，电阻98以及电容99组成的第一平方律检测电路的输出相馈接，它的正相端通过一个电阻1035和由二极管100，电阻101以及电容102组成的第二平方律检测电路的输出相馈接。电阻104跨接运算放大器107的反相端(-)，同时电阻106连接在正相端(+)和地之间。
如果第一平方律检测电路的输出是Vi1，第二平方律检测电路的输出是Vi2，电阻103的值是R1，电阻104的值是R2，电阻105的值是R3，电阻106的值是R4，出现在输出端108的输出S100是S100＝(R4/R3)·Vi2-(R2/R1)·Vi1 ...(4)如果R1＝R2＝R3＝R4，上述等式(4)变成下面等式(5)V0＝Vi2-Vi1 ...(5)用于执行自适应相位位移补偿的失真补偿装置的具体实施例，通过应用附图18和19介绍。通过将用于执行自适应相位位移补偿的失真补偿装置附加到附图3所示的失真补偿装置上，不仅振幅失真可以随着温度的波动被自适应补偿，相位失真也可被自适应的补偿，因此自适应补偿可以达到很高的精度。
权利要求
1.用于补偿产生于设备中的失真成分的失真补偿装置包括自适应振幅失真补偿装置，用于发现在提供给所述设备的输入信号的包络信号和所述设备的输出信号的包络信号之间的振幅差，并基于所述振幅差的积分累计结果，输出对抗于所述设备中温度波动的振幅失真的自适应校正数据，应用所述自适应校正数据自适应补偿所述设备的振幅失真。
2.根据权利要求1的失真补偿装置还包括振幅失真校正装置，它基于提供给所述设备的输入信号的包络信号输出用于校正所述设备的振幅失真的校正数据，并且响应校正所述设备的振幅失真的所述校正数据，控制所述装置的增益改变过程。
3.根据权利要求2的失真补偿装置，其中所述自适应振幅失真补偿装置将所述自适应校正数据加到用于所述振幅失真校正装置的所述校正数据，来实现所述装置的振幅失真的自适应补偿。
4.根据权利要求1的失真补偿装置，其中所述自适应振幅失真补偿装置包括第一包络检测装置，用于检测提供给所述设备的输入信号的包络信号；第二包络检测装置，用于检测所述设备的输出信号的包络成分；减法装置，用于发现由所述第一包络检测装置检测到的输入信号的包络成分和由所述第二包络检测装置检测到的输出信号的包络成分之间的振幅差；累积装置，用于积分和累积由所述减法装置获得的振幅差；自适应校正数据输出装置，它基于所述累计装置中的累积结果，输出对抗于所述设备中的温度变化的自适应校正数据。
5.根据权利要求1的失真补偿装置还包括自适应相位补偿装置，基于提供给所述设备的输入信号和来自所述设备的输出信号之间的相位差，输出对抗于所述设备中的温度波动的自适应相位失真校正数据，并且可以应用所述自适应校正数据自适应地补偿所述设备的相位失真。
6.根据权利要求5的失真补偿装置还包括相位失真校正装置，基于提供给所述设备的输入信号的包络信号，输出校正所述设备的相位失真的校正数据，并且响应于所述校正数据，控制所述设备的相移过程来校正所述设备的相位失真。
7.根据权利要求6的失真补偿装置，其中所述的自适应相位失真补偿装置，将所述自适应校正数据加到用于所述相位失真校正装置中的校正数据上，以便自适应地补偿所述设备的相位失真。
8.根据权利要求5的失真补偿装置，其中所述的自适应相位失真补偿装置包括相位差检测装置，用于检测在提供给所述设备的输入信号和来自所述设备的输出信号之间的相位差；自适应相位失真校正数据输出装置，基于由所述相位差检测装置检测到的相位差，输出对抗于所述设备中的温度变化的自适应相位失真校正数据。
9.根据权利要求1的失真补偿装置，其中所述设备是功率放大器装置，并且所述输入信号是受包络波动影响的高频输入信号。
10.用于补偿产生于设备中的失真成分的失真补偿方法包括自适应振幅失真补偿步骤，用于发现在提供给所述设备的输入信号的包络信号和所述设备的输出信号的包络信号之间的振幅差，并且基于对所述振幅差的积分的累计结果，输出对抗于所述设备中的温度波动的振幅失真的自适应校正数据，应用所述自适应校正数据，自适应的补偿所述设备的振幅失真。
11.根据权利要求10所述的失真补偿方法，还包括振幅失真校正步骤，基于提供给所述设备的输入信号的包络信号，输出用于校正所述设备的振幅失真的校正数据，响应于所述的校正数据，控制所述设备的增益改变过程，来校正所述设备的振幅失真。
12.根据权利要求11所述的失真补偿方法，其中所述的自适应振幅失真补偿步骤，将所述自适应校正数据加到用于所述的振幅失真校正步骤的校正数据上，来实现所述设备的振幅失真的自适应补偿。
13.根据权利要求10所述的失真补偿方法，还包括自适应相位失真补偿步骤，它基于提供给所述设备的输入信号和来自所述设备的输出信号之间的相位差，输出对抗于所述设备中的温度波动的自适应相位失真校正数据，并且可以应用所述自适应校正数据自适应地补偿所述设备的相位失真。
14.根据权利要求13的失真补偿方法还包括相位失真校正步骤，基于提供给所述设备的输入信号的包络信号，输出校正所述设备的相位失真的校正数据，并且相应于所述校正数据，控制所述设备的相移过程来校正所述设备的相位失真。
15.根据权利要求14的失真补偿方法，其中的自适应相位失真补偿步骤，将所述自适应校正数据加到用于所述的相位失真校正步骤的校正数据上，来实现对所述设备的相位失真的自适应补偿。
16.根据权利要求10的失真校正方法，其中所述设备是功率放大装置，并且所述输入信号是经受包络波动的高频输入信号。
全文摘要
一种失真补偿方法和装置。相减的结果S40被加到以信号S3作为地址写在随机存储器17中的数据上,然后再次写入随机存储器17中。随机存储器17中的数据为接下来的第三存储器19提供了一个地址,来帮助输出存储在第三存储器19中的数据S44。这些存储在第三存储器中的数据S44由振幅失真校正电路中提供的第二加法器19加到第一存储器中的振幅校正数据上。所得求和数据输入需要被补偿的功率放大器23中,以便校正振幅失真。
文档编号H03F3/24GK1340911SQ01124339
公开日2002年3月20日 申请日期2001年6月15日 优先权日2000年6月16日
发明者楠繁雄 申请人:索尼株式会社