CN100380826C - 模拟补偿交流信号中的直流分量的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模拟补偿交流信号(B)中的直流分量(A)的装置(1)，包含一估计单元(2)，适用于产生对应该直流分量(A)的估计(C)，一补偿单元(3)，适用于依据该估计(C)来产生补偿信号(D)，及一加法单元(4)，适用于添加该补偿信号(D)至该交流信号(B)。本发明明确教导可检测直流漂移及连续重复估计(C)及补偿(D)的模拟电路使用。

Description

模拟补偿交流信号中的直流分量的装置
技术领域
本发明涉及模拟补偿交流信号中的直流分量的装置。发明性装置包含一估计单元，一补偿单元及一加法单元，该估计单元适用于产生对应该直流分量之估计，该补偿单元适用于依据该估计来产生补偿信号，而该加法单元适用于添加该补偿信号至该交流信号。
背景技术
具有直流漂移抑制效能观点不可接受效能之应用。
本发明首要应用为零差(Homodyne)射频及高端声频，但其它领域亦可助益。最有利的是当需要补偿缓慢漂移的温度时。
目前已知的解决方案大致可被分为两种不同方法。一种方法是被连续使用，其中高通滤波器阻隔直流分量而使交流分量通过。若高通滤波器被耦合于信号路径中，则此方法将出现所需信号中具有低频率分量之应用问题。
另一种方法仅被用于处理过程开始时，如在建立通信对话时，其中直流分量起始估计之后为处理期间所使用的固定补偿值。此后者方法会承受如温度相依变异的长期直流偏差或变异，其中固定补偿值不能补偿被改变的直流分量。
发明内容
如上述，从发明领域观点，本发明教导以检测直流偏差及重复估计及补偿的模拟电路使用后一方法方案来解决问题。本发明使用一开关来更新除非信号切换否则不干扰其的直流分量。本发明亦避免使信号路径穿越它，因为较容易作LF电路，所以可减轻实施需求。
交流信号中的直流分量模拟补偿的发明性装置包含一估计单元，一补偿单元及一加法单元，该估计单元适用于产生对应该直流分量的估计，该补偿单元适用于依据该估计来产生补偿信号，而该加法单元适用于添加该补偿信号至该交流信号。本发明明确教导该装置包含一比较单元，其适用于连续比较本估计及补偿信号。
若本估计及补偿信号间的差异位于预定区间之外，则该比较单元适用于触动该补偿单元依据本估计产生被更新补偿信号，从本补偿信号切换为该被更新补偿信号，而该加法单元适用于添加该被更新补偿信号至该交流信号。
若本估计及补偿信号间的差异位于预定区间之内，则该比较单元适用以本补偿信号继续，而该加法单元适用于添加该本补偿信号至该交流信号。
该区间适用促成估计的特定漂移及波动而不触动补偿信号的更新。此区间完全应用相依，且可视直流分量补偿的要求来设定。
为了避免可能干扰信号从最新补偿信号切换至被更新补偿信号，本发明教导该加法单元包含一平滑单元以提供最新补偿信号及被更新补偿信号间的平滑转换。
本发明教导该估计单元可由低通滤波器制成，该补偿单元可由整体增益放大器制成，该比较单元可由适用于控制第一开关的比较器制成，其适用于直流分量估计期间连接该加法单元至该补偿单元来更新补偿信号及使加法单元脱离该补偿单元。
为了避免进入更新补偿信号处理的噪声，本发明亦教导比较器适用于控制第二开关，其适用于直流分量估计期间连接估计单元至交流信号，及于更新补偿信号期间使估计单元脱离交流信号。
加法单元可以不同方式来实施。依据一实施例，该加法单元包含被放置于信号路径中的串联电阻，及与汲取电阻串联的电压放大器，其中该电压放大器的增益等于该汲取电阻及该串联电阻间的比率，因此依据直流分量或补偿信号的估计提供跨越该串联电阻的电压降。
另一实施例提议该加法单元包含被放置于信号路径中的串联电阻，及适用于经由该串联电阻汲取电流的跨导放大器，因此依据该直流分量或补偿信号的估计提供跨越该串联电阻的电压降，该实施例因为该跨导放大器具有可使直流补偿独立于该信号的无限阻抗而有利益。
本发明亦教导该平滑单元由电阻电容(RC)电路制成，而补偿信号依据该电阻电容电路的时间常数被更新于一时间周期。
优点
本发明优点在于其提供连续补偿交流信号中的直流分量而不放置高通滤波器于信号路径中并补偿直流分量中的长期变异的可能性。
附图说明
依据本发明的装置现在将参考附图做更详细说明，其中：
图1为依据本发明的装置示意及简化图，
图2为表示估计及补偿信号间的差异预定区间及变异示意图，
图3为依据本发明的装置第一实施例的示意及简化电路图，及
图4为依据本发明的装置第二实施例的示意及简化电路图。
具体实施方式
图1显示模拟补偿交流信号B中的直流分量A的装置1。
该装置包含一估计单元2，一补偿单元3及一加法单元4，该估计单元2适用于产生对应该直流分量A的估计C，该补偿单元3适用于依据该估计C来产生补偿信号D，而该加法单元4适用于添加该补偿信号D至该交流信号B。
本发明明确教导该装置1包含一比较单元5，其适用于连续比较本估计C及补偿信号D。
如图2简略显示，若本估计C及补偿信号D间的差异位于预定区间E之外，则该比较单元5适用于触动该补偿单元依据本估计C产生被更新补偿信号D’，从本补偿D信号切换为该被更新补偿信号D’。该加法单元4适用于添加该被更新补偿信号D’至该交流信号B。
若本估计C及补偿信号D间的差异位于预定区间E之内，则该比较单元适用以本补偿信号D继续，而该加法单元适用于添加该本补偿信号D至该交流信号B。
该区间E适用促成估计C的特定漂移及波动而不触动补偿信号D的更新。因为区间E为本发明不同应用间变动很大的应用相依参数，所以本发明并不详述它。然而，熟练技术人士可明了如何设定此用于本发明特定应用的参数。
该加法单元4包含一平滑单元41以提供最新补偿信号D及被更新补偿信号D’间的平滑转换。
本发明可分别以图3所示电路来实施。在此显示该估计单元2可由包含电阻Rt及电容Ct的低通滤波器制成，该补偿单元3可由整体增益放大器31制成，该比较单元5可由适用于控制第一开关S1的比较器51制成，该第一开关S1适用于直流分量A估计期间连接该加法单元4至该补偿单元3来更新补偿信号D及使加法单元4脱离该补偿单元3。
本发明亦教导比较器5适用于控制第二开关S2，该第二开关S2适用于直流分量A估计期间连接估计单元2至交流信号B，及于更新补偿信号D期间使估计单元2脱离交流信号B。
该第一开关S1可避免噪声于估计期间传播至该加法单元4，而该第二开关S2可避免噪声干扰补偿信号D的更新。该加法单元可以不同方式来实施。图3显示一实施例，其中该加法单元4包含被放置于信号路径中的串联电阻Rs。该加法单元亦包含与汲取电阻Rd串联的电压放大器42。该电压放大器42的增益等于-Rd/Rs，因此依据直流分量A或补偿信号D的估计C提供跨越该串联电阻Rs的电压降。
图4显示另一可能实施例，其中该加法单元包含被放置于信号路径中的串联电阻Rs，及适用于汲取流通该串联电阻Rs的电流的跨导放大器42’，因此依据该直流分量A或补偿信号D的估计C提供跨越该串联电阻Rs的电压降。
图3及4显示该平滑单元41由包含电阻R1及电容C1的RC电路制成，而补偿信号依据该RC电路的时间常数被更新于一时间周期。
当第一开关S1开启时，平滑单元41中的电容C1亦具有直流分量A估计期间保持对应补偿信号D的电压位准的功能，而当第二开关S2开启时，估计单元2中的电容Ct亦具有补偿信号D更新期间保持对应估计C的电压位准的功能。
此意指装置的第一状态中，当第一开关S1开启而第二开关S2关闭时，只要估计C及补偿信号D间的差异位于设定预定区间E内，则为属于加法单元4中的平滑单元41的电容C1所维持的电压表示的本补偿信号D。若直流分量A变化足以使估计C及补偿信号D间的差异结束于预定区间E之外，则装置1将从其第一状态进入第二状态。
装置的此第二状态中，当第一开关S1关闭而第二开关S2开启时，只要估计C及补偿信号D间的差异位于设定预定区间E之外，则本补偿信号D由被更新的补偿信号D’取代，意指属于估计单元的平滑单元41被电容C t维持的电压，代表电流估计的该电压被传播至电容C1，属于加法单元4中的平滑单元41，因而代表被更新补偿信号D’。当电容器C1被充电表示被更新补偿信号D’时，估计C及被更新补偿信号D’间的差异将缩小，而装置将从其第二状态进入其第一状态。
显而易见，本发明并不局限于所述及描绘的实施例，且可于附带权利要求中所描绘的创造性的构思范畴内进行修改。

Claims (8)

1.一种模拟补偿交流信号中的直流分量的装置，包含一估计单元，一补偿单元及一加法单元，其中该估计单元适用于产生对应该直流分量的估计，该补偿单元适用于依据该估计来产生补偿信号，而该加法单元适用于添加该补偿信号至该交流信号，其特征是该装置包含一比较单元，其适用于连续比较本估计及该补偿信号，其中
-若该本估计及该补偿信号间的差异位于预定区间之外，则该比较单元适用于触动该补偿单元依据该本估计产生被更新补偿信号，从该本补偿信号切换为该被更新补偿信号，而该加法单元适用于添加该被更新补偿信号至该交流信号，
-若该本估计及补偿信号间的差异位于预定区间之内，则该比较单元会以该本补偿信号继续，而该加法单元适用于添加该本补偿信号至该交流信号。
2.如权利要求1的装置，其特征是该区间适用促成该估计的确定的漂移及波动，但不触发该补偿信号的更新。
3.如权利要求2的装置，其特征是该加法单元包含一平滑单元以提供最新补偿信号及被更新补偿信号间的平滑转换。
4.如权利要求3的装置，其特征是该估计单元包含一低通滤波器，该补偿单元包含一整体增益放大器，该比较单元包含适用于控制第一开关的一比较器，该第一开关适用于该直流分量估计期间，连接该加法单元至该补偿单元来更新该补偿信号及使该加法单元脱离该补偿单元。
5.如权利要求2的装置，其特征是适用于控制第二开关的该比较器，该第二开关适用于该直流分量估计期间，连接该估计单元至该交流信号，及于更新该补偿信号期间，使该估计单元脱离该交流信号。
6.如权利要求4或5的装置，其特征是该加法单元包含被放置于该信号路径中的串联电阻Rs，及与汲取电阻Rd串联的电压放大器，其中该电压放大器的增益等于-Rd/Rs。
7.如权利要求4或5的装置，其特征是该加法单元包含被放置于信号路径中的一串联电阻，及适用于汲取流经该串联电阻的电流的一跨导放大器。
8.如权利要求3的装置，其特征是该平滑单元由RC电路制成，其中该补偿信号对应该RC电路的时间常数被更新于一时间周期。
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