CN111953370B - 信号补偿装置 - Google Patents

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Abstract

一种信号补偿装置。此信号补偿装置包含运算电路与调制电路。运算电路用以根据第一数据信号与第二数据信号产生控制信号。第二数据信号为信号转换电路根据第一数据信号产生。调制电路用以根据控制信号提供回路增益，以补偿信号转换电路的衰减。

Description

信号补偿装置
技术领域
本公开涉及一种信号补偿装置，且特别涉及具有调制电路的信号补偿装置。
背景技术
信号收发器中的功率放大器(PA)受到调幅到调幅(AM-AM)和调幅到调相(AM-PM)失真，导致频谱再生。频谱再生使得难以将功率放大器整合在无线收发器中，例如IEEE802.11a/b/g/n/ac WLAN应用，并降低发射器的效能。许多方法被提出以补偿信号失真，然而，这造成发射器的成本与设计复杂度增加。
发明内容
本公开的一实施方式在于提供一种信号补偿装置。此信号补偿装置包含运算电路与调制电路。运算电路用以根据第一数据信号与第二数据信号产生控制信号。第二数据信号为信号转换电路根据第一数据信号产生。调制电路用以根据控制信号提供回路增益，以补偿信号转换电路的衰减。
综上所述，本公开所提供的信号补偿装置通过使用调制电路以线性化发射器和接收器。相较于现有的信号补偿方法，本公开的实施方式降低计算复杂度，并具有较少的功耗。
附图说明
图1为根据本公开一些实施例提出的一种信号收发器的示意图；
图2为根据本公开一些实施例提出的一种信号收发器的示意图；
图3为根据本公开一些实施例提出的一种信号收发器的示意图；
图4为根据本公开一些实施例提出的一种积分电路的示意图；以及
图5为根据本公开一些实施例提出的一种积分电路的示意图。
符号说明
100、200、300：信号收发器
ADD1、ADD2、ADD3：加减运算电路
S11、S21、S12、S22、S13、S23、SF：数据信号
Sctrl1、Sctrl2、Sctrl3：数据信号
130：发射器转换电路
150：接收器转换电路
M1、M2：混频电路
DAC1、DAC3：数字转模拟电路
ADC1、ADC3：模拟转数字电路
VGA：功率放大电路
ATT：衰减电路
LPF：低频滤波电路
PA：放大电路
110A、110B、110C：信号补偿装置
112A、112B、112C：调制电路
INT1、INT2、INT3：积分电路
QUA1、QUA2、QUA3：量化电路
CON1、CON2、CON3：控制电路
OP1、OP2、OP3：运算电路
INTa、INTb：积分电路
具体实施方式
图1为根据本公开一些实施例提出的一种信号收发器100的示意图。如图1所示出，信号收发器100包含信号补偿装置110A、发射器转换电路130、接收器转换电路150。信号补偿装置110A包含运算电路OP1以及调制电路112A。发射器转换电路130包含数字转模拟电路DAC1、低频滤波电路LPF、混频电路M1以及放大电路PA。接收器转换电路150包含模拟转数字电路ADC1、功率放大电路VGA、混频电路M2以及衰减电路ATT。调制电路112包含加减运算电路ADD1、积分电路INT1、量化电路QUA1以及控制电路CON1。
于连接关系上，加减运算电路ADD1耦接于积分电路INT1与控制电路CON1。积分电路INT1耦接于量化电路QUA1。量化电路QUA1耦接于数字转模拟电路DAC1与控制电路CON1。
数字转模拟电路DAC1耦接于低频滤波电路LPF。低频滤波电路LPF耦接于混频电路M1。混频电路M1耦接于放大电路PA。
衰减电路ATT耦接于混频电路M2。混频电路M2耦接于功率放大电路VGA。功率放大电路VGA耦接于模拟转数字电路ADC1。
于操作关系上，运算电路OP用以根据数据信号S11与数据信号S12产生控制信号Sctrl，其中数据信号S12为发射器转换电路130与接收器转换电路150根据数据信号S11产生。
于初次操作或取得校正模型时，数据信号S11绕过(bypass)调制电路112A直接传送至发射器转换电路130，并于发射器转换电路130转换数据信号S11后由发射器(未示出)发出发射数据信号SF。发射器(未示出)接收发射数据信号SF后，接收器转换电路150转换发射数据信号SF后，产生数据信号S21。运算电路OP1接收数据信号S11与数据信号S21后，依据数据信号S11与S21产生控制信号Sctrl1。于部分实施例中，控制信号Sctrl1是由数据信号S21除以数据信号S11所产生。接着，控制信号Sctrl1被传送至控制电路CON1存储。
如图1所示出的调制电路112A为三角积分调制电路。若是积分电路INT1加上量化电路QUA1的运算模型为H(s)，控制电路CON1的运算模型为G(s)，经由控制电路CON1的回路增益后，调制电路112A的运算模型如以下算式：
Figure BDA0002047098540000031
于实际发送欲输出的数据信号S11时，不绕过调制电路112A。如此，数据信号S11经由信号补偿装置110A、发射器转换电路130与接收器转换电路150后，数据信号S21的信号接近数据信号S11或与数据信号S11相同。
即，调制电路110A根据控制信号Sctrl1提供回路增益，以抵消信号转换电路(包含发射器转换电路130与接收器转换电路150)的衰减。
于部分实施例中，数字类转模拟电路DAC1用以将接收到的数据信号由数字数据信号转换为模拟数据信号，低通滤波电路LPF用以过滤接收到的模拟数据信号以产生过滤后数据信号。混频电路M1用以将模拟数据信号由低频信号转换为高频信号。放大电路PA用以将接收到的高频信号放大，以产生发射数据信号SF。
于部分实施例中，衰减电路ATT用以将发射器所发射的发射数据信号进行衰减处理，并产生衰减后信号。混频电路M2用以将衰减后信号由高频调整为低频。功率放大电路VGA用以放大衰减后信号以产生模拟数据信号。模拟转数字电路ADC1用以将模拟数据信号转换为数字数据信号。
如图1所示出的信号补偿装置110A为预失真调制电路。此信号补偿装置110A的调制电路112A与发射器转换电路130耦接。数据信号S11会先经由信号补偿装置110A的调制后，再经过发射器转换电路130的衰减后再输出。
请参阅图2。图2为根据本公开一些实施例提出的一种信号收发器200的示意图。图2中的发射器转换电路130、接收器转换电路150和图1中的发射器转换电路130、接收器转换电路150相同。图2中的信号收发器200与图1中的信号收发器100的差异在于图2中的信号补偿装置110B的调制电路112B与接收器转换电路150相耦接。
如图2所示出。于初次操作或取得校正模型时，发射器转换电路130接收数据信号S12后，发射器转换电路130依据数据信号S12产生数据信号SF，并发送数据信号SF。接收器转换电路150接收数据信号SF后，接收器转换电路150依据数据信号SF产生数据信号S22，并将数据信号S22传送至运算电路OP2。运算电路OP2依据数据信号S22与数据信号S12产生控制信号Sctrl2。接着，控制信号Sctrl2被传送至控制电路CON2存储。于部分实施例中，控制信号Sctrl2是由数据信号S22除以数据信号S12所产生。
于实际发送欲输出的数据信号S12时，数据信号S12经由发射器转换电路130与接收器转换电路150后所产生的信号被传送至信号补偿装置110B。信号补偿装置110B根据控制信号Sctrl2提供回路增益，以补偿信号转换电路(包含发射器转换电路130与接收器转换电路150)的衰减。
如图2所示出的信号补偿装置110B为后失真调制电路。此信号补偿装置110B的调制电路112B与接收器转换电路150耦接。数据信号S12输出后，经过发射器转换电路130与接收器转换电路150的衰减后，再经由信号补偿装置110B的补偿校正。
请参阅图3。图3为根据本公开一些实施例提出的一种信号收发器300的示意图。图3中的发射器转换电路130和图1中的发射器转换电路130相同。图3中的信号收发器300与图1中的信号收发器100的差异在于图3中，信号补偿装置110C位于接收器转换电路150内。如图3所示出的信号补偿装置110C为后失真调制电路。
如图3所示出，接收器转换电路150的模拟转数字电路ADC3包含加减运算电路ADD3、积分电路INT3、量化电路QUA3以及数字转模拟电路DAC3。而信号补偿装置110C包含运算电路OP3与调制电路112C。调制电路112C包含控制电路CON3。
于连接关系上，加减运算电路ADD3耦接于积分电路INT3。积分电路INT3耦接于量化电路QUA3。量化电路QUA3耦接于控制电路CON3。控制电路CON3耦接于运算电路OP3与数字转模拟电路DAC3。从而形成一反馈路径。
于初次操作或取得校正模型时，发射器转换电路130接收数据信号S13后，发射器转换电路130依据数据信号S13产生数据信号SF，并发送数据信号SF。接收器转换电路150接收数据信号SF后，接收器转换电路150中的量化电路QUA3于传送数据信号时会绕过CON3，直接将经过衰减电路ATT、混频电路M2、功率放大电路VGA、加减运算电路ADD3、积分电路INT3以及量化电路QUA3处理后的数据信号S23传送至数字转模拟电路DAC3与运算电路OP3。运算电路OP3依据数据信号S23与数据信号S13产生控制信号Sctrl3。接着，控制信号Sctrl3被传送至控制电路CON3存储。于部分实施例中，控制信号Sctrl3是由数据信号S23除以数据信号S13所产生。
于接收器转换电路150操作时，量化电路QUA3所产生的信号会先被传送至控制电路CON3，再由控制电路CON3传送至数字转模拟电路DAC3。
于图3的实施例中，信号补偿装置110的回路增益是通过加减运算电路ADD3、积分电路INT3、量化电路QUA3、控制电路CON3、数字转模拟电路DAC3所形成，以补偿发射器转换电路130与接收器转换电路150中的衰减电路ATT、混频电路M2、功率放大电路VGA、加减运算电路ADD3、积分电路INT3、量化电路QUA3、数字转模拟电路DAC3所造成的信号衰减。
请参阅图4与图5。图4为根据本公开一些实施例提出的一种积分电路INTa的示意图。图5为根据本公开一些实施例提出的另一种积分电路INTb的示意图。积分电路INTa与积分电路INTb可用以表示图1中的积分电路INT1、图2中的积分电路INT2或图3中的积分电路INT3。积分电路INTa为模拟积分电路。而积分电路INTb为数字积分电路。
于部分实施例中，图1的数字转模拟电路DAC1与图3的数字转模拟电路DAC3分别包含开关(未示出)，以控制图1的数字转模拟电路DAC1与图3的数字转模拟电路DAC3选择所接收的信号。举例而言，于初次操作或取得校正模型时，图1的数字转模拟电路DAC1选择接收未经过信号补偿装置110A的数据信号S11，而图3的数字转模拟电路DAC3选择接收未经过信号补偿装置110C的数据信号S23。另一方面，于实际发送欲输出的数据信号时，图1的数字转模拟电路DAC1选择接收经过信号补偿装置110A的数据信号S11，而图3的数字转模拟电路DAC3选择接收经过信号补偿装置110C的数据信号S23。
于部分实施例中，当所传送与接收的数据信号为声音信号时，如图1至图3所示出的信号收发器100、200、300不包含混频电路M1、M2。即当所传送与接收的数据信号为声音信号时，不需经由混频电路M1、M2的处理。
综上所述，于本公开的实施例中所提供的信号补偿装置通过使用三角积分调制电路以线性化发射器和接收器。相较于现有的信号补偿方法，本公开的实施方式可降低计算复杂度，并具有较少的功耗。
虽然本公开已以实施方式公开如上，然其并非限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作各种的变动与润饰，因此本公开的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种信号补偿装置，包含：
一运算电路，用以根据一第一数据信号与一第二数据信号产生一控制信号，其中该第二数据信号为一信号转换电路根据该第一数据信号产生；以及
一调制电路，用以根据该控制信号提供一回路增益，以补偿该信号转换电路的一衰减，其中该信号转换电路包含一发射器转换电路以及一接收器转换电路，且所述第一数据信号绕过该调制电路传送至该发射器转换电路。
2.如权利要求1所述的信号补偿装置，其中该发射器转换电路包含：
一数字转模拟电路，用以将该第一数据信号转换为一模拟数据信号；
一功率放大电路，用以放大该模拟数据信号；
一低通滤波电路，用以过滤该模拟数据信号；以及
一混频电路，用以将该模拟数据信号由低频信号转换为高频信号。
3.如权利要求1所述的信号补偿装置，其中该接收器转换电路包含：
一衰减电路，用以接收该发射器转换电路所发射的一发射数据信号并进行衰减处理，并产生一衰减后信号；
一混频电路，用以将该衰减后信号由高频调整为低频；
一放大电路，用以放大该衰减后信号以产生一模拟数据信号；以及
一模拟转数字电路，用以将该模拟数据信号转换为一数字数据信号，以产生该第二数据信号。
4.如权利要求1所述的信号补偿装置，其中该调制电路包含：
一加减运算电路；
一积分电路，耦接于该加减运算电路；
一量化电路，耦接于该积分电路；以及
一控制电路，耦接于该量化电路以及该加减运算电路，以形成一反馈路径。
5.如权利要求4所述的信号补偿装置，其中该调制电路与该发射器转换电路相耦接，且该调制电路为预失真调制电路。
6.如权利要求4所述的信号补偿装置，其中该调制电路与该接收器转换电路相耦接，且该调制电路为后失真调制电路。
7.如权利要求1所述的信号补偿装置，其中该调制电路位于该接收器转换电路内，且该调制电路为后失真调制电路。
8.如权利要求7所述的信号补偿装置，其中该接收器转换电路包含一模拟转数字电路，其中该模拟转数字电路包含：
一加减运算电路；
一积分电路，耦接于该加减运算电路；
一量化电路，耦接于该积分电路以及一控制电路；以及
一数字转模拟电路，耦接于该控制电路与该加减运算电路。
9.如权利要求1所述的信号补偿装置，其中该运算电路还用以将该第二数据信号除以该第一数据信号，以产生该控制信号。
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