CN1060751A - 频谱均衡装置 - Google Patents

Abstract

均衡装置有一输入待均衡信号A的输入端1和 一输出产生均衡信号B的输出端30，至少有一校正 单元(5，10)，它有一待校正信号的输入端和一已校正 信号的输出端，及一接收决定校正的控制信息的控制 端(10，20)；本装置还有均衡测量电路22测量本装 置的均衡产生控制信息。校正单元在混合电路(50， 51)基础上构成，混合电路有一待校正信号入口A₁， 一已校正信号输出口A₃及辅助端(A₂，A₄)，至少一 个随控制信号可变反射的反射电路(54，56-59)接到 辅助端。

Description

本发明涉及一种均衡装置。它有一个用于输入待均衡信号的输入端和一个用于输出产生均衡信号的输出端，一方面，本装置至少有一个校正单元，校正单元有一个待校正信号的输入端和一个已校正信号的输出端，以及一个用于接收要决定进行校正的控制信息的控制端;另一方面，本装置还有一个均衡测量电路，它用于测量由本装置所引起的均衡，以便产生上述控制信息。

这类均衡装置已众所周知，并获得了重要应用，尤其是在微波接力线路数字信息传输领域里。

微波接力线路中的多途径传输现象已众所周知。它是由于微波在各种各样的障碍物，特别是地面上的反射所引起。这些多途径传输现象使传输波的频谱变坏。为了避免频谱变坏，在接收机中引入具有反向传递函数的单元，这种反向传输函数可以看做是传输。关于这个问题，请参阅美国专利NO.4870658。

在上述专利里，用第一个混合电路将单元分为两个通道（一个是正相位通道，一个是负相位通道），单元就接在这些通道中;第二个混合电路把从上述两个通道馈送来的信号迭加起来产生均衡信号。

本发明提出了这样一种装置，与上述专利相比，其结构要简单的多而性能可以相媲美。

因此，本装置的特点在于：至少一个单元是在混合电路基础上组成，混合电路包括待校正信号的入口，已校正信号的输出端和一些辅助入口，至少一个具有可变反射的反射电路接到辅助入口，其可变反射是上述控制信息的函数。

以下结合附图的说明，通过并不是作为本发明限制的例子，更好地理解本发明是如何实现的。下面附图中：

图1是本发明的均衡装置;

图2是本发明装置的传递函数模的变化;

图3是混合电路的一个实施例;

图4是失配电路的一个实施例;及

图5是失配电路所引起的反射系数的变化，反射系数是参数R的函数。

图1所示的1端是待均衡数字式信号的输入端，它与第一个均衡单元5连接，单元5称为最小相位电路，其传递函数H_m（ω）：

H_m（ω）＝1+

e^-jωτ（1）

式中：ω是讨论中的频率，

τ是下文中将要解释的时延，

是随加到单元5的控制端10上信号而变化的参数。

单元5的输出接到第二个均衡单元15的输入，第二个均衡单元称为非最小相位电路，其传递函数Hnm（ω）：

H_nm（ω）＝ +e^-jωτ（2）

式中 由加到单元15控制端20的信号来确定。

则总的传递函数H（ω）就可写成：

H（ω）＝H_m（ω）H_nm（ω）＝

+

²e^-jωτ+e^-jωτ+

e^-jωτ

＝e^-jωτ（1+

²+2 cosωτ）

请注意，没有群时变化△tg，因为群时tg是常数：

tg＝ (d（ωt）)/(dω) ＝τ

因而，均衡装置对脉冲传输的影响程度较小。

图2表示｜H（ω）｜的变化，它是ω的函数，其变化集中在直线1+ ²周围，幅度等于4 。

对于相对 (π)/2 而言很小的集中在ωk周围的一个观察频带△ω，可以将｜H（ω）｜的形状视为一段直线，它的斜率（正的或负的）是 的函数，在此处ωk是H（ω）与直线1+

²相交处ω的值。

相反地，若待均衡信号集中在ω₀周围，就可选取τ＝τ_k＝π/2ω₀+kn/ω₀，所以H（ω）满足所需条件（K是整数，并等于1，2，……）。

为了能适当地控制上述传递函数，本发明提供了一个频谱失真测量电路22，借助一个缓冲放大器24将它接到单元15的输出端，借助一个控制滤波器26，将测量电路产生的信号加到单元5和15的控制输入10和20上。

借助一个常规电平调节电路27，将均衡装置的输出30接到放大器24的输出上。

以A表示馈送到输入端1的信号频谱，由于传输使它发生了畸变。考察这个畸变信号，就会发现，频谱的顶部不是水平的，并呈现出一定的斜率P＝P₁。本发明的均衡装置将会使这个斜率等于零，P＝0（请参见图1中的B），这种装置的斜率校正器的名称就是由此而来的。

为了实现上述设想，本发明提出了结构特别有利的校正单元，它们是在单元5和15中各自的混合电路50和51的基础上组成的。电路50和51各自包括入口A₁、A₂、A₃和A₄。校正单元还包括连接到入口A₂和A₄上的反射电路。

接到电路50的入口A₂上的反射电路是由短路镜像电路52构成，它产生的反射系数为-1，而接到电路50的入口A₄上的反射电路是由延迟线54和失配电路56组成，接到电路51的入口A₂上的反射电路是由失配电路59构成，连接到电路51的入口A₄上的反射电路由延时迟线61和短路镜像电路63组成。

单元5和15的输入端分别由缓冲放大器70和71的输入端构成，放大器的输出接到混合电路50和51的A₁端上。这些放大器，不是绝对需要，避免了采用本发明措施引起的失配作用。

单元的输出本身由电路50和51的A₃端构成。

单元5和15的工作是基于下面的考虑：

混合电路的传递函数H₁₃（ω）等于两个反射系数Г₂和Г₄（最接近的，被乘系数）的差，Г₂和Г₄是由连接到A₂端和A₄端的偶极子产生：

H₁₃（ω）＝Г₄-Г₂

对于单元5：

当R（Vd）是电路56呈现的电阻，Z₀是信号传输装置的特性阻抗时，

${\mathrm{\Γ}}_4=\frac{R\left(\mathrm{Vd}\right)-Z_0}{R\left(\mathrm{Vd}\right)+Z_0}{e}^{-\mathrm{j\ωT}}$

Г₂＝-1

在这里

$H_m=1+\frac{R\left(\mathrm{Vd}\right)-Z_0}{R\left(\mathrm{Vd}\right)+Z_0}{e}^{-\mathrm{j\ωT}}\left(3\right)$

若R（Vd）从0变到无限大，

(R(Vd)-Z₀)/(R(Vd)+Z₀)

从-1变到+1;联合公式（3）和（1），则可得到：

ρ= (R(Vd)-Z₀)/(R(Vd)+Z₀) （4）

对于单元15：

Г₄＝e^-jωτ

Γ₂= (R(Vd)-Z₀)/(R(Vd)+Z₀)

在这里

H_nm= (R(Vd)-Z₀)/(R(Vd)+Z₀) +e^-jωΤ（5）

在与公式（2）结合后，就可获得公式（4）。

图3给出了适合于ω/2π＝70MHz的。混合电路50和51的最佳电路，该电路是在由初级线圈171和有中心抽头的次级线圈72组成的差接变压器170基础上构成。初级线圈的一端构成A₁端，它的另一端接地，次线圈的一端构成A₂端，另一端构成A₄端，中心抽头构成A₃端。

图4所示的是失配电路57，58。它们在PIN二极管80基础上组成，电压V_d通过去耦自感线圈82偏置在PIN二极管的阳-阴极间通路上，二极管通过大电容器84接到单元5的延迟线54，或者接到单元15中电路15的A₂端，在所讨论的工作频率下，二极管可以被视为短路。

若取一个质量好的PIN二极管，它的电阻从0到几乎无限大之间变化;图5表示考虑公式（4）时，相应的

值，应观察到这个值是从

＝-1至

＝+1之间变化的。

也应注意到延时线54和61是作为反射器工作的，并且对于给定的时延，它们的长度小1/2。

根据本发明提供的一个最佳实施例，频谱失真测量电路是由作为模拟信号的鉴频器工作的集成电路90组成的。谐振电路是由电容器92和电感线圈94组成，它是测量电路的一部分。谐振电路是可控的。本发明的实施例控制在70MH₂频率上工作。集成电路是布利酉（PLESSEY）制造的SL1454电路。

Claims (7)

1、均衡装置有一个待均衡信号的输入端和一个产生均衡信号的输出端，一方面，本装置至少有一个校正单元，校正单元有一个待校正信号的输入端和一个已校正信号的输出端，以及一个用于接收决定进行校正的控制信息的控制端；另一方面，本装置还有一个用于测量由本装置所产生的均衡，以便产生上述控制信息的均衡测量电路，其特征在于：至少一个单元是基于混合电路构成的，该混合电路有待校正信号的入口，已校正信号输出端和辅助入口，至少一个具有可变反射的反射电路接到辅助入口，其反射是上述控制信息的函数。

2、按权利要求1中的均衡装置，至少由两个单元构成，第一个单元叫最小相位电路，第二个单元叫非最小相位电路，它们的传递函数H_m（ω）和H_nm（ω）分别为：

H_m（ω）＝1+

e^-jωτ

H_nm（ω）＝

+e^-jωτ

式中：

是可变反射系数，

τ是固定的时延，

ω表示频率，

其特征在于：第一个单元，它包含有第一个固定反射电路，接到混合电路的辅助入口上，由镜像电路组成，其固定反射系数Г₂＝K;还包含有由延迟线和失配电路构成的第二个反射电路，它接到混合电路的第二个辅助入口上，其可变反射系数：

$T_4=\left(\frac{R\left(\mathrm{Vd}\right)-Z_0}{R\left(\mathrm{Vd}\right)+Z_0}\right)e^{-\mathrm{j\ωT}}\left(3\right)$

其中R（V_d）是可变电阻，是V_d的函数，V_d代表控制信息，

Z₀是待校正信号的传输装置特性阻抗，

τ是延迟线产生的延迟时间的两倍，

其特征还在于为容许第一单元的第一和第二个反射电路反射波的迭加提供这个单元的输出通道。

3、按权利要求1或2的均衡装置，至少由两个单元组成，第一个单元称为最小相位电路，第二个单元称为非最小相位电路，它们的传递函数H_m（ω）和H_nm（ω）分别为：

H_m（ω）＝1+ e^-jωτ

H_nm（ω）＝

+e^-jωτ

式中

是可变的反射系数，

τ是固定的时延，

ω表示频率，

其特征在于：第二个单元，它包括一个由延迟线和镜像电路组成的反射电路并接在混合电路辅助入口上，其固定反射系数Г₂’：

Г₂’＝e^-jωτ

该单元还包括一个失配电路，接到第二个辅助入口，其可变反射系数Г₄’：

${{\mathrm{\Γ}}_4}^{\′}=\frac{R\left(\mathrm{Vd}\right)-Z_0}{R\left(\mathrm{Vd}\right)+Z_0}$

式中：R（V_d）是可变电阻，是V_d的函数，V_d代表控制信息，

Z₀是待校正信号的传输装置特性阻抗，

τ是延迟线产生的时延的两倍。

4、按照权利要求1至3任何一个的装置，其特征在于反射电路提供可变的反射，它由PIN二极管组成。

5、按权利要求1至4任何一个的装置，其特征在于混合电混合电路由差动变压器组成。

6、按权利要求1至5任何一个的装置，其特征在于均衡测量电路由鉴频器组成。

7、按权利要求1至6任何一个的装置，其特征在于鉴频器由与谐振电路合作的集成电路组成。

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