CN106464258B - 一种延时补偿装置 - Google Patents
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Abstract
一种延时补偿装置,利用声表面波器件作为主要延时器件进行延时补偿,由于声表面波器件的体积较小,因此本发明实施例提供的延时补偿装置体积较小,设备集成度较高。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种延时补偿装置。
背景技术
现有的很多应用场景中都会涉及到信号的多通道传输,并且需要多通道的输出信号的延时一致。例如在微波通信系统中,通常会采用空间分集接收技术来对抗多径衰落,即设置主集天线和分集天线两副接收天线独立地接收同一信号,将主集天线接收到的信号和分集天线接收到的信号进行延时对齐和其它处理后合并成为一路信号,再进行解调等后续步骤。即在微波通信中,需要主集天线接收通道的输出信号的延时和分集天线接收通道的输出信号的延时一致。
现有技术中,在检测出通道间输入信号的延时差后,多是采用人工接入相应长度电缆的方式进行延时补偿。例如图1所示,第一通道Ch1和第二通道CH2中,第一通道Ch1的输入信号的延时小于第二通道CH2的输入信号的延时,因此需要在第一通道CH1中接入电缆以增大第一通道CH1传输的信号的延时,使第一通道CH1的输出信号的延时和第二通道CH2的输出信号的延时一致。
然而,采用人工接入电缆进行延时补偿的方案不但对施工人员的技术水平要求较高,由于额外接入的电缆体积较大,更使得设备集成度较低。
发明内容
本发明实施例提供一种延时补偿装置,用以提高设备集成度。
第一方面,提供一种延时补偿装置,包括第一通道延时单元和第二通道延时单元,所述第一通道延时单元串接于第一通道中,所述第二通道延时单元串接于第二通道中,所述第一通道的输入信号的延时小于所述第二通道的输入信号的延时;其中:
所述第一通道延时单元包括声表单元,所述声表单元包括第一声表面波器件和声表输出选择开关;所述第一声表面波器件包括一个输入端和p个输出端,p≥2;所述第一声表面波器件的p个输出端与所述第一声表面波器件的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为相对延时时长t0的等差数列;所述第一声表面波器件的输入端作为所述声表单元的信号输入端,所述声表输出选择开关选择所述第一声表面波器件的p个输出端中的一个输出端作为所述声表单元的信号输出端;
所述第二通道延时单元的延时时长为所述绝对延时时长T0。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述第一通道延时单元还包括q个延时线单元;所述声表单元和所述q个延时线单元串联,串联后的两端分别作为所述第一通道延时单元的信号输入端和信号输出端;
其中,所述延时线单元包括延时线、传输器件、输入选择开关和输出选择开关;所述输入选择开关选择所述延时线的一端或者所述传输器件的一端作为所述延时线单元的信号输入端,所述输出选择开关选择所述延时线的另一端或者所述传输器件的另一端作为所述延时线单元的信号输出端;所述传输器件的延时时长小于设定时长。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述传输器件为电阻衰减器。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,或者第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,
q=ceil(log2t0)。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,第一方面的第二种可能的实现方式,或者第一方面的第三种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述q个延时线单元中的延时线的延时时长总和t为:
t=ceil(t0)-1。
结合第一方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述q个延时线单元中第i个延时线单元中延时线的延时时长ti为:
ti=2i-1;其中1≤i≤q-1;
ti=t-(t1+t2+......+tq-1);其中i=q。
结合第一方面,第一方面的第一种可能的实现方式,第一方面的第二种可能的实现方式,第一方面的第三种可能的实现方式,第一方面的第四种可能的实现方式,或者第一方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,
t0=a/f;
其中,a为大于等于1的整数;f为第一声表面波器件的中心工作频率。
结合第一方面,第一方面的第一种可能的实现方式,第一方面的第二种可能的实现方式,第一方面的第三种可能的实现方式,第一方面的第四种可能的实现方式,第一方面的第五种可能的实现方式,或者第一方面的第六种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,
p=floor(T/t0)+1;
其中,T为期望的延时补偿范围,T≥t0。
结合第一方面,第一方面的第一种可能的实现方式,第一方面的第二种可能的实现方式,第一方面的第三种可能的实现方式,第一方面的第四种可能的实现方式,第一方面的第五种可能的实现方式,第一方面的第六种可能的实现方式,或者第一方面的第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,所述第二通道延时单元为第二声表面波器件;所述第二声表面波器件包括一个输入端和一个输出端;所述第二声表面波器件的输出端与所述第二声表面波器件的输入端的信号延时差为所述绝对延时时长T0。
根据第一方面提供的延时补偿装置,利用声表面波器件作为主要延时器件进行延时补偿,由于声表面波器件的体积较小,因此本发明实施例提供的延时补偿装置体积较小,设备集成度较高。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1为现有技术中延时补偿方案的示意图;
图2为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之一;
图3为本发明实施例提供的第一声表面波器件的示意图之一;
图4为本发明实施例提供的第一声表面波器件的示意图之二;
图5为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之二;
图6为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之三;
图7为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之四;
图8为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之五;
图9为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之六;
图10为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之七;
图11为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之八;
图12为本发明实施例提供的延时补偿装置的示意图之九。
具体实施方式
为了给出提高设备集成度的实现方案,本发明实施例提供了一种延时补偿装置,以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供了一种延时补偿装置,如图2所示,具体可以包括第一通道延时单元201和第二通道延时单元202,第一通道延时单元201串接于第一通道Ch1中,第二通道延时单元202串接于第二通道Ch2中,第一通道Ch1的输入信号的延时小于第二通道Ch2的输入信号的延时;其中:
第一通道延时单元201包括声表单元2011,声表单元2011包括第一声表面波器件SAW1和声表输出选择开关S;第一声表面波器件SAW1包括一个输入端和p个输出端,p≥2;第一声表面波器件SAW1的p个输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为相对延时时长t0的等差数列;第一声表面波器件SAW1的输入端作为声表单元2011的信号输入端,声表输出选择开关S选择第一声表面波器件SAW1的p个输出端中的一个输出端作为声表单元2011的信号输出端;声表单元2011的信号输入端和信号输出端分别作为第一通道延时单元201的信号输入端和信号输出端;
第二通道延时单元202的延时时长为绝对延时时长T0。
其中,第一声表面波器件SAW1的p个输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为相对延时时长t0的等差数列,也就是说第一声表面波器件SAW1的p个输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差构成的递增数列中,首项为绝对延时时长T0,从第二项起,每一项与它的前一项的差等于相对延时时长t0。
本发明实施例中,声表单元2011中采用的第一声表面波器件SAW1的结构原理如图3所示,第一声表面波器件SAW1中具有一个输入换能器301和多个输出换能器302,输入换能器301的输入端IN即为第一声表面波器件SAW1的输入端,输入换能器301将输入的电信号转换为声信号(声表面波),经介质传播一定距离后到达输出换能器302,输出换能器302将声信号又转换为电信号输出。由于多个输出换能器302相对于输入换能器301的距离是步进增大的,因此多个输出换能器302的输出端相对于输入换能器301的输入端的信号延时差也是步进增大的。距离输入换能器301最近的输出换能器的输出端OUT1相对于输入换能器301的输入端的信号延时差为绝对延时时长T0,其它输出换能器的输出端OUT2......对应的信号延时差依次增大1/f;其中,f为第一声表面波器件SAW1的中心工作频率。
因此,可以将第一声表面波器件SAW1的每个输出换能器的输出端作为第一声表面波器件SAW1的一个输出端,可以实现第一声表面波器件SAW1的p个输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为1/f的等差数列。
较佳的,为了减小插损及带内波动,可以将第一声表面波器件SAW1除距离输入换能器301最近的输出换能器以外,每k个输出换能器的输出端相连,相连后的接线端作为第一声表面波器件SAW1的一个输出端,可以实现第一声表面波器件SAW1的p个输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为k/f的等差数列,其中,k为大于1的整数。
例如图4所示,则可以实现第一声表面波器件SAW1的p个输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为2/f的等差数列。
综上可以实现第一声表面波器件SAW1的多个输出端的步进延时特性,步进延时时长即相对延时时长t0:
t0=a/f;
其中,a为大于等于1的整数。
显然,声表输出选择开关S选择第一声表面波器件SAW1的不同输出端作为声表单元2011的信号输出端,声表单元2011的延时时长不同,第一通道延时单元201对第一通道Ch1传输的信号的延时补偿量也不同。采用图2所示的延时补偿装置,可以实现步进t0的延时补偿,延时范围为(p-1)t0。当相对延时时长t0较小时便可实现步进较小的延时补偿,当相对延时时长t0较大时便可实现步进较大的延时补偿。
上述绝对延时时长T0表征了第一声表面波器件SAW1的绝对延时,也表征了第一通道延时单元201的绝对延时,绝对延时时长T0通常较大,约为0.5us,因此需要设置延时时长为绝对延时时长T0的第二通道延时单元202将第二通道Ch2传输的信号的延时增大绝对延时时长T0,以抵消第一通道延时单元201的绝对延时。显然,第一通道延时单元201的延时时长中大于绝对延时时长T0的部分才是对第一通道Ch1传输的信号的延时补偿量。
在实际实施时,第二通道延时单元202具体可以采用多种方式实现,例如可以采用延时线实现。
较佳的,对应于第一通道延时单元201的实现方式,第二通道延时单元202也可以采用声表面波器件实现。即如图5所示,第二通道延时单元202可以为第二声表面波器件SAW2;第二声表面波器件SAW2包括一个输入端和一个输出端;第二声表面波器件SAW2的输出端与第二声表面波器件SAW2的输入端的信号延时差为绝对延时时长T0;第二声表面波器件SAW2的输入端和输出端分别作为第二通道延时单元202的信号输入端和信号输出端。
进一步的,第一通道延时单元201中还可以包括q个延时线单元2012;如图6所示,声表单元2011和q个延时线单元2012串联,串联后的两端分别作为第一通道延时单元201的信号输入端和信号输出端;其中,延时线单元2012包括延时线、传输器件、输入选择开关Si和输出选择开关So;输入选择开关Si选择延时线的一端或者传输器件的一端作为延时线单元2012的信号输入端,输出选择开关So选择延时线的另一端或者传输器件的另一端作为延时线单元2012的信号输出端;该传输器件的延时时长小于设定时长。
上述设定时长可以根据延时补偿装置的补偿量级以及实际应用场景对延时补偿精确度的要求进行确定。例如,在本发明实施例中,延时补偿装置的补偿量级为ns级,该设定时长可以设定为小于0.5ns的值,设定时长越小,延时补偿精确度越高。理想情况下,该传输器件的延时时长为0。
进一步的,传输器件具体可以根据实际需求进行选择,例如可以为传输线,较佳的,如图7所示,传输器件具体可以为电阻衰减器PAI,能够平衡延时线的插损。
通过输入选择开关Si和输出选择开关So,可以选择将延时线单元2012中的延时线接入第一通道Ch1,或是将延时线单元2012中的传输器件接入第一通道Ch1,从而对第一通道延时单元201的延时时长进行调整,能够在第一声表面波器件SAW1的相对延时时长t0较大时,实现步进较小的延时补偿。
例如,当声表单元2011中第一声表面波器件SAW1的相对延时时长t0为4ns时,采用图2所示的延时补偿装置可实现步进4ns的延时补偿;若采用图8所示的延时补偿装置,在第一通道延时单元201中设置延时线的延时时长为2ns的延时线单元,则可实现步进2ns的延时补偿。
延时线单元2012的数量q、延时线单元2012中延时线的延时时长,具体可以根据实际应用场景对步进延时补偿的要求确定。
较佳的,可以基于下述公式确定延时线单元2012的数量q,能够实现步进单位时长的延时补偿:
q=ceil(log2t0)。
进一步的,q个延时线单元2012中的延时线的延时时长总和t为:
t=ceil(t0)-1。
具体的,q个延时线单元2012中,第i个延时线单元2012中延时线的延时时长ti为:
ti=2i-1;其中1≤i≤q-1;
ti=t-(t1+t2+......+tq-1);其中i=q。
例如,当声表单元2011中第一声表面波器件SAW1的相对延时时长t0为4ns时,根据上述公式计算得出:
q=ceil(log24)=2;
t=ceil(4)-1=3ns;
t1=21-1=1ns;
t2=3-1=2ns。
基于上述参数构建出的延时补偿装置如图9所示,在第一通道延时单元201中设置延时线的延时时长为1ns的延时线单元以及延时线的延时时长为2ns的延时线单元,可以实现步进1ns的延时补偿。
在实际的应用场景中,一般会预先给出期望的延时补偿范围T,T≥t0;结合第一通道延时单元201的声表单元2011中采用的第一声表面波器件SAW1的相对延时时长t0,可以确定出第一声表面波器件SAW1的输出端的数量p:
p=floor(T/t0)+1。
例如在微波通信系统中,对于主集天线接收通道和分集天线接收通道间的延时补偿,期望的延时补偿范围为127ns,第一通道延时单元201的声表单元2011中采用的第一声表面波器件SAW1的中心工作频率为140MHz,即第一声表面波器件SAW1的输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为a×7.1ns的等差数列,a为大于等于1的整数,具体根据第一声表面波器件SAW1中输出换能器输出端的具体接线方式确定。
具体的,当第一声表面波器件SAW1的每个输出换能器的输出端作为第一声表面波器件SAW1的一个输出端,即第一声表面波器件SAW1的输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为7.1ns的等差数列时,根据前述公式计算得出:
p=floor(127/7.1)+1=18;
q=ceil(log27.1)=3;
t=ceil(7.1)-1=7ns;
t1=21-1=1ns;
t2=22-1=2ns;
t3=7-1-2=4ns。
基于上述参数构建出的延时补偿装置如图10所示,可以实现延时范围127ns,步进1ns的延时补偿。
具体的,当将第一声表面波器件SAW1除距离输入换能器最近的输出换能器以外,每3个输出换能器的输出端相连,相连后的接线端作为第一声表面波器件SAW1的一个输出端时,即第一声表面波器件SAW1的输出端与第一声表面波器件SAW1的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为3×7.1ns=21.3ns的等差数列时,根据前述公式计算得出:
p=floor(127/21.3)+1=6;
q=ceil(log221.3)=5;
t=ceil(21.3)-1=21ns;
t1=21-1=1ns;
t2=22-1=2ns;
t3=23-1=4ns;
t4=24-1=8ns;
t5=21-1-2-4-8=6ns。
基于上述参数构建出的延时补偿装置如图11所示,也可以实现延时范围127ns,步进1ns的延时补偿。
需要说明的是,对于第一通道延时单元201中声表单元2011以及各延时线单元2012的串联顺序,本发明不做具体限定,例如,图11所示的延时补偿装置也可以如图12所示。当然,各延时线单元2012可以全部位于声表单元2011的后端,也可以全部位于声表单元2011的前端;或者部分位于声表单元2011的后端,部分位于2011的前端。
可见,采用本发明实施例提供的延时补偿装置,由于声表面波器件的体积较小,不但设备集成度高,可靠性高,更能够实现大范围小步进的延时补偿,并且,易于实现,成本较低。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种延时补偿装置,其特征在于,包括第一通道延时单元和第二通道延时单元,所述第一通道延时单元串接于第一通道中,所述第二通道延时单元串接于第二通道中,所述第一通道的输入信号的延时小于所述第二通道的输入信号的延时;其中:
所述第一通道延时单元包括声表单元,所述声表单元包括第一声表面波器件和声表输出选择开关;所述第一声表面波器件包括一个输入端和p个输出端,p≥2;所述第一声表面波器件的p个输出端与所述第一声表面波器件的输入端的信号延时差,构成首项为绝对延时时长T0、公差为相对延时时长t0的等差数列;所述第一声表面波器件的输入端作为所述声表单元的信号输入端,所述声表输出选择开关选择所述第一声表面波器件的p个输出端中的一个输出端作为所述声表单元的信号输出端;
所述第二通道延时单元的延时时长为所述绝对延时时长T0。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一通道延时单元还包括q个延时线单元;所述声表单元和所述q个延时线单元串联,串联后的两端分别作为所述第一通道延时单元的信号输入端和信号输出端;
其中,所述延时线单元包括延时线、传输器件、输入选择开关和输出选择开关;所述输入选择开关选择所述延时线的一端或者所述传输器件的一端作为所述延时线单元的信号输入端,所述输出选择开关选择所述延时线的另一端或者所述传输器件的另一端作为所述延时线单元的信号输出端;所述传输器件的延时时长小于设定时长。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述传输器件为电阻衰减器。
4.如权利要求2或3所述的装置,其特征在于,
q=ceil(log2t0);
其中,ceil()为向上取整的函数。
5.如权利要求2或3所述的装置,其特征在于,所述q个延时线单元中的延时线的延时时长总和t为:
t=ceil(t0)-1;
其中,ceil()为向上取整的函数。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述q个延时线单元中第i个延时线单元中延时线的延时时长ti为:
ti=2i-1;其中1≤i≤q-1;
ti=t-(t1+t2+……+tq-1);其中i=q。
7.如权利要求1-3任一所述的装置,其特征在于,
t0=a/f;
其中,a为大于等于1的整数;f为第一声表面波器件的中心工作频率。
8.如权利要求1-3任一所述的装置,其特征在于,
p=floor(T/t0)+1;
其中,T为期望的延时补偿范围,T≥t0,floor()为向下取整的函数。
9.如权利要求1-3任一所述的装置,其特征在于,所述第二通道延时单元为第二声表面波器件;所述第二声表面波器件包括一个输入端和一个输出端;所述第二声表面波器件的输出端与所述第二声表面波器件的输入端的信号延时差为所述绝对延时时长T0。
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