CN217904431U - 一种数字调制信号的模拟预失真电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字调制信号的模拟预失真电路，包括依次连接的本地振荡器、第一IQ调制器、放大器和功放；第一积分比较器和第二积分比较器，所述第一积分比较器和所述第二积分比较器分别与所述第一IQ调制器连接；IQ解调器，所述IQ解调器分别与所述第一积分比较器、所述第二积分比较器以及所述功放相连接；相位补偿电路，所述相位补偿电路与所述IQ解调器相连接。通过IQ解调器对功放输出信号进行解调，再通过积分比较器将解调后的信号与基带信号进行比较，比较后再次进行调制、功放使具有高峰均比的数字调制信号的功率放大电路的功放整体效率提升，同时实现了较高的邻道功率抑制。

Description

一种数字调制信号的模拟预失真电路

技术领域

本实用新型涉及数字调制信号技术领域，具体涉及一种数字调制信号的模拟预失真电路。

背景技术

数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。数字调制具有更好的抗干扰性能、更强的抗信号损耗以及更好的安全性。不同的调制方式，其调制特性是不同的，因此，在选择数字调制方式时，需要用一些技术指标来描述调制的特性，如功率效率、带宽效率、误码率等。

其中，功率效率的定义为在接收机输入特定的误码概率条件下，每比特信号能量与噪声功率谱密度之比。功率效率描述了在低功率的情况下一种调制技术保持数字信息信号正确传送的能力。

无线信号从时域上观测是幅度不断变化的正弦波，幅度并不恒定，一个周期内的信号幅度峰值和其他周期内的幅度峰值是不一样的，因此每个周期的平均功率和峰值功率是不一样的。在一个较长的时间内，峰值功率是以某种概率出现的最大瞬态功率，通常概率取为0.01％。在这个概率下的峰值功率跟系统总的平均功率的比就是峰均比。峰均比对基站功放设计的意义很大，因为对峰均比要求不同，对载波数要求不同将直接影响功放成本效率和设计难度。

而现有的数字调制信号电路，如图2所示，直接通过IQ调制器对基带信号进行调制，再由放大器和功放对调制后的信号进行放大。此时，电路会产生较大的失真从而造成功放整体效率不高。对具有高峰均比的数字调制信号进行功率放大时，回退功率较大，功放整体效率难以提升，同时难以实现较高的邻道功率抑制。

现有技术存在的问题：

具有高峰均比的数字调制信号的功率放大电路的回退功率较大，功放整体效率难以提升，同时难以实现较高的邻道功率抑制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是具有高峰均比的数字调制信号的功率放大电路的回退功率较大，功放整体效率难以提升，同时难以实现较高的邻道功率抑制，目的在于提供一种数字调制信号的模拟预失真电路，解决具有高峰均比的数字调制信号的功率放大电路的回退功率较大，功放整体效率难以提升，同时难以实现较高的邻道功率抑制的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种数字调制信号的模拟预失真电路，包括依次连接的本地振荡器、第一IQ调制器、放大器、功放；第一积分比较器和第二积分比较器，所述第一积分比较器和所述第二积分比较器分别与所述第一IQ调制器连接；IQ解调器，所述IQ解调器分别与所述第一积分比较器、所述第二积分比较器以及所述耦合器相连接；相位补偿电路，所述相位补偿电路与所述IQ解调器相连接。

上述技术方案中，本地振荡器、第一IQ调制器、放大器、功放和耦合器依次连接，可由本地振荡器、第一IQ调制器、放大器和功放完成数字信号的调制及功率放大功能。

功放输出端经耦合器与IQ解调器连接，耦合器将输出的功放输出信号反馈至IQ解调器，IQ解调器在接收到功放输出信号后对功放输出的功放输出信号进行解调。

IQ解调器与相位补偿电路相连接，由于在线性电路中会产生相位差，这里设置一个相位补偿电路与IQ解调器相连，以此补偿本地振荡器的相位差。

IQ解调器与第一积分比较器相连接，IQ解调器解调出来的I信号进入第一积分比较器与基带信号的I信号进行比较；IQ解调器与第二积分比较器相连接，IQ解调器解调出来的Q信号进入第二积分比较器与基带信号的Q信号进行比较。第一积分比较器和第二积分比较器进行积分比较放大后获得最终的调制IQ基带信号，使用第一IQ调制器对最终的调制IQ基带信号进行调制获得最终的数字调制射频信号。

第一IQ调制器、放大器、功放、IQ解调器、第一积分比较器和第二积分比较器形成回路，对数字信号进行两次调试，通过第一积分比较器和第二积分比较器对反馈回来的功放输出信号的解调信号与原基带信号进行积分比较放大，获得最终经修正的IQ调制基带信号，提升了功放的整体效率并实现了实现较高的邻道功率抑制。

进一步的，所述相位补偿电路包括相连接的数模转换器和第二IQ调制器，所述第二IQ调制器与所述IQ解调器连接。

进一步的，所述本地振荡器与所述第一IQ调制器之间设置有功分器，所述功分器与所述第二IQ调制器连接。

进一步的，所述本地振荡器产生的本振信号通过所述功分器分别进入所述第一IQ调制器和所述第二IQ调制器。

进一步的，所述数模转换器和所述第二IQ调制器之间设置电平调整器，所述数模转换器产生的两路调相信号通过所述电平调整器电平调整后传输至所述第二IQ调制器。

上述技术方案中，相位补偿电路包括数模转换器、电平调整电路和第二IQ调制器，数模转换器通过电平调整电路与第二IQ调制器相连接。数模转换器产生两路调相信号，两路调相信号分别作为第二IQ调制器的I信号和Q信号，由第二IQ调制器完成本地振荡器的移相功能。本地振荡器与第一IQ调制器之间设置有功分器，功分器将本地振荡器产生的本振信号分成两路信号，将其中一路信号进入第二IQ调制器进行移相，移相后的本振信号作为IQ解调器的本振信号。

进一步的，所述第一IQ调制器包括模拟I输入端口和模拟Q输入端口。

进一步的，所述第一积分比较器与所述模拟I输入端口相连接，所述第二积分比较器与所述模拟Q输入端口相连接。

进一步的，所述第一积分比较器通过所述IQ解调器将反馈信号解调中的一路信号作为输入信号与基带信号的I分量信号进行比较；所述第二积分比较器通过所述IQ解调器将反馈信号解调中的另一路信号作为输入信号与基带信号的Q分量信号进行比较。

进一步的，所述第一积分比较器连接有第一滤波器，所述第二积分比较器连接有第二滤波器。

进一步的，所述第一积分比较器包括负反馈电路，所述第一积分比较器的负反馈电路上设置有电容；所述第二积分比较器包括负反馈电路，所述第二积分比较器的负反馈电路上设置有电容。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

通过IQ解调器对功放输出信号进行解调，再通过积分比较器将解调后的信号与基带信号进行积分比较，积分比较后再进行调制、功率放大，使具有高峰均比的数字调制信号的功率放大电路的功放整体效率提升，同时实现了较高的邻道功率抑制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为原数字调制信号功放电路的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的模拟预失真电路的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的相位补偿电路的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的模拟预失真电路中反馈回路的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可以相应地改变。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

实施例1

如图1所示，原数字调制信号功放电路包括本地振荡器、IQ调制器、放大器和功放。IQ调制器直接使用I信号和Q信号对本振信号进行调制，再由放大器和功放对IQ调制器输出的射频信号进行功率放大。在原数字调制信号功放电路中，电路的回退功率较大，从而导致整体功放效率较低，与此同时，邻道功率抑制也难以提升。对此，本实用新型实施例对原数字调制信号功放电路进行了改进。

本实施例1提供一种数字调制信号的模拟预失真电路，如图2-图4所示，

如图2所示，一种数字调制信号的模拟预失真电路包括：依次连接的本地振荡器、第一IQ调制器、放大器和功放；第一积分比较器、第二积分比较器、IQ解调器和相位补偿电路。

其中，本地振荡器、第一IQ调制器、放大器和功放依次连接，可由本地振荡器、第一IQ调制器、放大器功放完成数字信号的调制及功率放大功能。

功放输出经耦合器与IQ解调器连接，耦合器将输出的功放输出信号反馈至IQ解调器，IQ解调器在接收到功放输出信号后对功放输出的功放输出信号进行解调，以便于后续对IQ基带信号进行模拟预失真修正。

IQ解调器与相位补偿电路相连接，由于在线性电路中会产生相位差，这里设置一个相位补偿电路与IQ解调器相连，以此补偿相位差。

IQ解调器连接第一积分比较器相连接，IQ解调器解调出来的I信号进入第一积分比较器与基带信号的I信号进行积分比较，第一积分比较器输出的信号作为第一IQ调制器的I信号进行调制；IQ解调器与第二积分比较器相连接，IQ解调器解调出来的Q信号进入第二积分比较器与基带信号的Q信号进行积分比较，第二积分比较器输出的信号作为第二IQ调制器的Q信号再次进行调制。

如图4所示，第一IQ调制器、放大器、功放、IQ解调器、第一积分比较器和第二积分比较器形成反馈回路，通过第一积分比较器和第二积分比较器对反馈回来的功放输出信号的解调信号与原基带信号进行比较，产生最终的模拟预失真IQ调制修正基带信号。

在一种可选实施例中，如图3所示，相位补偿电路包括数模转换器、电平转换电路和第二IQ调制器，数模转换器通过电平转换电路后与第二IQ调制器相连接。数模转换器产生两路调相信号，两路调相信号分别作为第二IQ调制器的I信号和Q信号，由第二IQ调制器完成对本振信号的移相功能。本地振荡器与第一IQ调制器之间设置有功分器，功分器将本地振荡器产生的本振信号分成两路信号，将其中一路信号进入第二IQ调制器进行移相，移相后的本振信号作为IQ解调器的本振信号。

在一种可选实施例中，第一积分比较器连接有第一滤波器，第二积分比较器链接有第二滤波器。采用第一滤波器和第二滤波器对基带信号进行过滤，过滤后的基带信号进入第一积分比较器和第二积分比较器与解调后的反馈信号进行比较。

在一种可选实施例中，第一积分比较器和第二积分比较器用作将基带信号与解调后的反馈信号作比较，第一积分比较器包括负反馈电路，第一积分比较器的负反馈电路上设置有电容；第二积分比较器包括负反馈电路，第二积分比较器的负反馈电路上设置有电容。本领域技术人员可以根据实际情况对积分比较器的具体结构做相应的调整，在此不作进一步限定。

本实用新型的实施例的工作原理如下：

首先，第一IQ调制器使用修正后的基带信号对本振信号进行调制，再由放大器和功放对第一IQ调制器产生的射频信号进行功率放大。

由于线性电路会产生相位差，利用第二IQ调制器作为相位补偿电路对相位差进行补偿。第二IQ调制器使用数模转换器产生的调相信号对本振信号进行调制。调制后产生的射频信号作为IQ解调器的输入信号与反馈回的功放输出信号进行解调。

IQ解调器将反馈回的功放输出信号解调为I信号和Q信号。I信号进入第一积分比较器并与基带信号中的I信号进行比较，比较后的输出信号作为第一IQ调制器的输入I信号；Q信号进入第二积分比较器并与基带信号中的Q信号进行比较，比较后的输出信号作为第一IQ调制器的输入Q信号。第一IQ调制器使用输入I信号和输入Q信号对本振信号进行调制，再通过放大器和功放对第一IQ调制器产生的射频信号进行功率放大。

本实用新型通过反馈环路、积分比较电路产生模拟预失真的修正IQ调制信号，减少了回退功率在数字调制信号进行功率放大时的影响以及提高了邻道功率抑制。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，包括：

依次连接的本地振荡器、第一IQ调制器、放大器、功放和耦合器；

第一积分比较器和第二积分比较器，所述第一积分比较器和所述第二积分比较器均与所述第一IQ调制器连接；

IQ解调器，所述IQ解调器分别与所述第一积分比较器、所述第二积分比较器以及所述耦合器相连接；

相位补偿电路，所述相位补偿电路与所述IQ解调器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述相位补偿电路包括相连接的数模转换器和第二IQ调制器，所述第二IQ调制器与所述IQ解调器连接。

3.根据权利要求2所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述本地振荡器与所述第一IQ调制器之间设置有功分器，所述功分器与所述第二IQ调制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述本地振荡器产生的本振信号通过所述功分器分别进入所述第一IQ调制器和所述第二IQ调制器。

5.根据权利要求2所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述数模转换器和所述第二IQ调制器之间设置电平调整器，所述数模转换器产生的两路调相信号通过所述电平调整器电平调整后传输至所述第二IQ调制器。

6.根据权利要求1所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述第一IQ调制器包括模拟I输入端口和模拟Q输入端口。

7.根据权利要求6所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述第一积分比较器与所述模拟I输入端口相连接，所述第二积分比较器与所述模拟Q输入端口相连接。

8.根据权利要求7所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述第一积分比较器通过所述IQ解调器将反馈信号解调中的一路信号作为输入信号与基带信号的I分量信号进行比较；所述第二积分比较器通过所述IQ解调器将反馈信号解调中的另一路信号作为输入信号与基带信号的Q分量信号进行比较。

9.根据权利要求1所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述第一积分比较器连接有第一滤波器，所述第二积分比较器连接有第二滤波器。

10.根据权利要求1所述的一种数字调制信号的模拟预失真电路，其特征在于，所述第一积分比较器包括负反馈电路，所述第一积分比较器的负反馈电路上设置有电容；所述第二积分比较器包括负反馈电路，所述第二积分比较器的负反馈电路上设置有电容。

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