ES2262427A1 - Non-linear distortion measurement and monitoring system for linearization devices has attenuator for equalizing magnitudes of useful signal in useful channel and distortion signal in adjacent channel - Google Patents
Non-linear distortion measurement and monitoring system for linearization devices has attenuator for equalizing magnitudes of useful signal in useful channel and distortion signal in adjacent channelInfo
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- H03F1/3223—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward
Abstract
Description
Sistema para la medición y monitorización de distorsión no lineal en dispositivos de linealización.System for measuring and monitoring nonlinear distortion in linearization devices.
Los sistemas de detección y monitorización de la distorsión empleados, entre otras situaciones, en los amplificadores linealizados se basan fundamentalmente en tres principios: la correlación entre la señal correcta y la distorsionada, el análisis de distorsión en señales piloto y la minimización de potencia de las señales de error que resultan de la comparación de la señal correcta con la distorsionada.The detection and monitoring systems of the distortion employees, among other situations, in Linearized amplifiers are based primarily on three principles: the correlation between the correct signal and the distorted, distortion analysis in pilot signals and the power minimization of the error signals resulting from the comparison of the correct signal with the distorted one.
El propósito de todas ellas no es otro que la reducción, en la medida de lo posible (criterio minimalista), de la distorsión introducida por el amplificador o dispositivo principal, o, lo que es casi equivalente, permitir el trabajo del mismo a máxima potencia para un límite de distorsión preestablecido.The purpose of all of them is none other than the reduction, as far as possible (minimalist criteria), of the distortion introduced by the amplifier or main device, or, which is almost equivalent, allow its work to maximum power for a preset distortion limit.
En este último sentido, todo sistema de potencia, debe cumplir con unas especificaciones de limitación de distorsión no lineal que dependen de la aplicación a la que se destina. Este límite viene fijado por el propio criterio de calidad del diseñador del sistema o por el estándar de la aplicación, si ésta está normalizada y aquel existe.In this last sense, every power system, must comply with distortion limitation specifications Nonlinear depending on the application to which it is intended. This limit is set by the designer's own quality criteria of the system or by the application standard, if it is normalized and that exists.
En tal caso, es del mayor interés obtener la máxima potencia de salida del dispositivo, lo que supone que ha de intentarse que funcione al límite de la distorsión permitida.In such a case, it is of the greatest interest to obtain the maximum output power of the device, which means that it has to try to work at the limit of the allowed distortion.
En estas condiciones se precisan de métodos de medición, que no de detección, que indiquen lo cerca o alejado que se está de la distorsión límite prefijada. La medida de la distorsión no es, en principio, un proceso sencillo y suele llevarse a cabo mediante costoso y voluminoso instrumental de laboratorio.Under these conditions, methods of measurement, not detection, indicating how close or remote that It is the default limit distortion. The measure of the distortion is not, in principle, a simple process and is usually carried performed by expensive and bulky instruments of laboratory.
Una de la razones de la dificultad de esta medida se debe a la considerable diferencia de magnitud de las señales que el sistema de medición ha de manejar, pues la medida consiste, básicamente, en comparar señales de alta potencia (señal útil) con señales de muy baja potencia (distorsión generada), y, además, esto ha de hacerse con la suficiente precisión y fiabilidad como para que el sistema sea utilizable con garantía.One of the reasons for the difficulty of this measure it is due to the considerable difference in magnitude of the signals that the measurement system must handle, since the measurement consists, basically, in comparing high power signals (useful signal) with very low power signals (generated distortion), and, in addition, this it must be done with sufficient precision and reliability to that the system is usable with guarantee.
El presente invento viene, precisamente, a resolver esta dificultad de manera razonablemente simple y adaptada al fin que se persigue.The present invention comes precisely to solve this difficulty in a reasonably simple and adapted way At last it is pursued.
La capacidad de medir, de manera sencilla, la distorsión introducida por el dispositivo principal, permite, entre otras cosas, adaptar el mismo sistema de radiofrecuencia (RF) a las exigencias de linealidad de diferentes estándares. Actuando sobre los ajustes de control, el sistema se mantiene en el punto adecuado, para que la distorsión, que permanece, en todo momento, monitorizada y bajo control, responda a las exigencias particulares del caso.The ability to measure, simply, the distortion introduced by the main device, allows, between other things, adapt the same radio frequency (RF) system to the linearity requirements of different standards. Acting on control settings, the system remains in the spot adequate, so that the distortion, which remains, at all times, monitored and under control, respond to particular requirements of the case.
En concreto, el sistema del invento para la
medición y monitorización de distorsión no lineal en dispositivos
de linealización de los que la señal de entrada es enviada a un
amplificador que origina dos señales de salida, una amplificada en
el canal útil y una de distorsión en el canal adyacente, y constan
de un primer lazo que obtiene una muestra de la distorsión y un
segundo lazo que emplea dicha muestra en reducir en la medida de lo
posible (criterio minimalista) la distorsión generada por el
amplificador, se caracteriza porque ambas señales de salida
se
envían a:In particular, the system of the invention for the measurement and monitoring of non-linear distortion in linearization devices from which the input signal is sent to an amplifier that originates two output signals, one amplified in the useful channel and one distortion in the adjacent channel, and consist of a first loop that obtains a sample of the distortion and a second loop that uses said sample to reduce as far as possible (minimalist criteria) the distortion generated by the amplifier, is characterized in that both signals of exit is
send to:
a) un bloque de muestreo de dichas señales de salida que está conmutado sincrónicamente cona) a sampling block of said signals of output that is synchronously switched with
b) un bloque atenuador que asemeja las magnitudes de las muestras de la señal del canal útil y la señal de distorsión del canal adyacente.b) an attenuating block that resembles the magnitudes of the samples of the useful channel signal and the distortion signal of the adjacent channel.
También se caracteriza porque el bloque de muestreo consta de un conversor variable que traslada en frecuencia, sucesivamente, la señal útil y la señal de distorsión y a la vez actúa sobre el bloque atenuador que consta de un acoplador direccional, un atenuador y un conmutador de radiofrecuencia (RF).It is also characterized because the block of sampling consists of a variable converter that translates into frequency, successively, the useful signal and the distortion signal and at the same time it acts on the attenuator block consisting of a coupler directional, an attenuator and a radio frequency switch (RF)
También se caracteriza porque la distorsión se mide por comparación entre la medida de la señal en el canal útil, en uno o varios puntos de éste, y la señal de distorsión en uno o varios puntos del canal adyacente.It is also characterized because the distortion is measured by comparison between the measurement of the signal in the useful channel, at one or more points of it, and the distortion signal at one or several points of the adjacent channel.
También se caracteriza porque consta de más de un atenuador, si la desemejanza en las magnitudes es mayor que dos.It is also characterized because it consists of more than one attenuator, if the dissimilarity in magnitudes is greater than two.
También se caracteriza porque consta de un atenuador variable electrónicamente, con distintos valores de atenuación, si la desemejanza en las magnitudes es mayor que dos.It is also characterized because it consists of a electronically variable attenuator, with different values of attenuation, if the dissimilarity in the magnitudes is greater than two.
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.To better understand the purpose of this invention, a preferred form of practical realization, susceptible to accessory changes that do not distort its foundation.
La figura 1 es un diagrama de una realización práctica del sistema objeto del invento.Figure 1 is a diagram of an embodiment practice of the system object of the invention.
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.An example of practical, non-limiting embodiment of the present invention.
El sistema para la medición de señales, objeto de la invención, se describe en la presente memoria, aplicado de manera no limitativa, sino ilustrativa, al control de amplificadores linealizados, en particular a uno de tipo "feedforward".The system for measuring signals, object of the invention is described herein, applied from non-limiting, but illustrative, way of controlling linearized amplifiers, in particular to one of type "feedforward"
El sistema de medición, consta de un único receptor de señal situado a la salida del circuito de linealización, que realiza la medición de las dos señales de salida: la señal útil y la señal de distorsión.The measurement system consists of a single signal receiver located at the output of the circuit linearization, which measures the two signals of output: the useful signal and the distortion signal.
Un típico amplificador "feedforward" está constituido por dos lazos de cancelación.A typical feedforward amplifier is constituted by two cancellation ties.
El primero obtiene una muestra de la distorsión introducida por el amplificador principal (1), originada en su mayor parte por los productos de intermodulación de tercer orden.The first gets a sample of the distortion introduced by the main amplifier (1), originated in its mostly by third intermodulation products order.
El segundo lazo, por otro lado, resta una señal, generada a partir de la muestra de la distorsión obtenida por el primer lazo, a la señal emergente del amplificador principal (1), obteniendo así, idealmente, una señal libre de distorsión.The second loop, on the other hand, subtracts a signal, generated from the distortion sample obtained by the first loop, to the popup signal of the main amplifier (1), obtaining, ideally, a distortion-free signal.
El funcionamiento de ambos lazos de cancelación es el siguiente:The operation of both cancellation ties It is as follows:
La señal de entrada al circuito de linealización se divide en un primer divisor (2). Una de las señales es amplificada por el amplificador principal (1), cuyas componentes a su salida son la señal amplificada en el canal útil y la señal de distorsión en el canal adyacente, compuesta ésta, en su mayor parte, por los productos de intermodulación de tercer orden y objetivo a la vez del proceso de linealización.The input signal to the linearization circuit It is divided into a first divisor (2). One of the signs is amplified by the main amplifier (1), whose components to its output is the amplified signal in the useful channel and the signal of distortion in the adjacent channel, composed this one, in its greater part, for third order intermodulation products and objective at the same time of the linearization process.
La segunda señal obtenida del divisor (2) es atenuada y desfasada por un atenuador-desfasador variable (3) y retardada por una línea de retardo (5), haciendo coincidir su amplitud, fase y tiempo, respectivamente, a las de la muestra de la señal amplificada proveniente del acoplador (4).The second signal obtained from the divisor (2) is attenuated and offset by an attenuator-offset variable (3) and delayed by a delay line (5), making match its amplitude, phase and time, respectively, to those of the Sample of the amplified signal from the coupler (4).
Ambas señales son sumadas en contrafase en un divisor (6). Con ello, la componente común amplificada queda cancelada. El objetivo de esta resta es obtener una muestra de la distorsión introducida por el amplificador principal (1).Both signals are added in contraphase in a divisor (6). With this, the amplified common component is cancelled. The objective of this subtraction is to obtain a sample of the distortion introduced by the main amplifier (1).
En el segundo lazo, la muestra de la distorsión es desfasada y atenuada por un atenuador-desfasador variable (8) y amplificada por un amplificador secundario (9), haciendo coincidir su amplitud y fase a los de la señal proveniente del amplificador principal (1), de forma que puedan ser restadas en un acoplador (10). En esta ocasión el ajuste del tiempo se realiza sobre la señal amplificada mediante una línea de retardo (7).In the second loop, the distortion sample it is outdated and attenuated by an attenuator-phase shifter variable (8) and amplified by a secondary amplifier (9), matching its amplitude and phase to those of the signal coming of the main amplifier (1), so that they can be subtracted from a coupler (10). On this occasion the time adjustment is made over the amplified signal via a delay line (7).
Como resultado se obtiene una señal de salida (S) que es la señal de entrada (Se) atenuada por un divisor (2) y amplificada por el amplificador principal (1), idealmente libre de distorsión, completando así el proceso básico de linealización.As a result, an output signal (S) is obtained which is the input signal (Se) attenuated by a divider (2) and amplified by the main amplifier (1), ideally free of distortion, thus completing the basic linearization process.
La medición de la señal emergente del sistema se realiza tanto en la señal amplificada del canal útil como en la señal de distorsión, considerando como producto representativo de la distorsión uno de sus efectos: la distorsión generada en el canal adyacente.The measurement of the system pop-up signal is performs both the amplified signal of the useful channel and the distortion signal, considering as representative product of distortion one of its effects: the distortion generated in the adjacent channel
Para minimizar errores, la medición se lleva a cabo a través de un único receptor, el cual debe medir niveles de potencia, diferenciados ente si varios órdenes de magnitud.To minimize errors, the measurement takes out through a single receiver, which must measure levels of power, differentiated between several orders of magnitude.
Previamente, es preciso adecuar dichos niveles de potencia para mejorar el rango dinámico del detector, que irá situado al final de la cadena de recepción, garantizando, así, una resolución y precisión adecuadas en la medición de sus valores.Previously, it is necessary to adapt these levels of power to improve the dynamic range of the detector, which will go located at the end of the reception chain, thus guaranteeing a adequate resolution and accuracy in measuring their values.
La muestra de la señal de salida (S) del dispositivo de linealización se obtiene mediante un acoplador (11) que extrae una porción de dicha señal (S) (usualmente una porción de la potencia).The sample of the output signal (S) of the linearization device is obtained by a coupler (11) which extracts a portion of said signal (S) (usually a portion of power).
Posteriormente, un atenuador (12) realiza un ajuste de la magnitud de potencia mínima de recepción, que corresponde precisamente al nivel de potencia mínimo de la señal de distorsión (previamente fijado/preestablecido).Subsequently, an attenuator (12) performs a adjustment of the magnitude of minimum reception power, which corresponds precisely to the minimum power level of the signal distortion (previously set / preset).
A continuación, ambas señales son trasladadas en frecuencia mediante un conversor variable que consta de un mezclador (16) y un oscilador local (17), encargados de presentar para su medición la señal del canal útil o la de distorsión (canal adyacente) alternativamente.Then both signals are transferred in frequency using a variable converter consisting of a mixer (16) and a local oscillator (17), responsible for presenting for measurement of the useful channel or distortion signal (channel adjacent) alternately.
Una vez trasladadas en frecuencia, un filtro (18) rechaza, en primera instancia, una parte de una de las dos señales que no se desea medir.Once transferred in frequency, a filter (18) rejects, in the first instance, a part of one of the two signals You don't want to measure.
Un circuito de conmutación es el encargado de interponer, o no, un atenuador con el fin de asemejar las magnitudes de las dos señales de salida, diferenciadas entre si varios órdenes de magnitud. Un conmutador de radiofrecuencia (RF) (15) permite seleccionar entre la salida directa o la acoplada de un acoplador (13). La salida acoplada es atenuada por un atenuador (14) y se emplea en la medida de la señal del canal útil. La salida directa, por otra parte, se activa cuando la medida se realiza sobre la señal de distorsión.A switching circuit is responsible for interpose, or not, an attenuator in order to resemble the magnitudes of the two output signals, differentiated from each other Several orders of magnitude. A radio frequency (RF) switch (15) allows you to select between direct or coupled output of a coupler (13). The coupled output is dimmed by an attenuator (14) and is used to measure the signal of the useful channel. The exit Direct, on the other hand, is activated when the measurement is performed Over the distortion signal.
La atenuación debida al acoplador direccional (13) y al atenuador (14) debe coincidir con la diferencia de amplitud entre la señal del canal útil y la de distorsión, asemejando de esta forma sus niveles de potencia en el resto del circuito de recepción.The attenuation due to the directional coupler (13) and the attenuator (14) must match the difference of amplitude between the signal of the useful channel and the distortion channel, thus resembling their power levels in the rest of the receiving circuit
A continuación, la señal es amplificada por un
amplificador (19) para compensar las pérdidas de los componentes
que le preceden y filtrada en segunda instancia por un filtro (20)
que aporta, junto con el filtro anterior (18), una selectividad
preestableci-
da.Then, the signal is amplified by an amplifier (19) to compensate for the losses of the preceding components and filtered in the second instance by a filter (20) that provides, together with the previous filter (18), a preset selectivity.
gives.
El nivel de potencia de la señal trasladada en frecuencia (llamada frecuencia intermedia) es convertido a tensión mediante un detector de potencia real (21) y transformado digitalmente por un convertidor analógico-digital (22).The power level of the transferred signal in frequency (called intermediate frequency) is converted to voltage using a real power detector (21) and transformed digitally by an analog-digital converter (22).
El ajuste de los dos lazos de cancelación se ejecuta en un microcontrolador (23). Dichos ajustes se realizan a través de dos convertidores digital-analógicos (24), (25) que están gobernados por el microcontrolador (23), al igual que el oscilador local (17) y el conmutador de radiofrecuencia (15).The adjustment of the two cancellation ties is run on a microcontroller (23). These adjustments are made to through two digital-analog converters (24), (25) that are governed by the microcontroller (23), at same as the local oscillator (17) and the switch of radio frequency (15).
El sistema mide la distorsión por comparación entre la medida de la señal en el canal útil, en uno o varios puntos de éste, y la señal de distorsión en uno o varios puntos del canal adyacente.The system measures distortion by comparison between the measurement of the signal in the useful channel, in one or several points of the latter, and the distortion signal at one or several points of the adjacent channel
El sistema consta de más de un atenuador si la desemejanza en las magnitudes es mayor que dos.The system consists of more than one attenuator if the dissimilarity in magnitudes is greater than two.
El sistema consta de un atenuador variable electrónicamente, con distintos valores de atenuación, si la desemejanza en las magnitudes es mayor que dos.The system consists of a variable attenuator electronically, with different attenuation values, if the dissimilarity in magnitudes is greater than two.
Claims (9)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200500697A ES2262427B1 (en) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | SYSTEM FOR THE MEASUREMENT AND MONITORING OF NON-LINEAR DISTORSION IN LINEARIZATION DEVICES. |
Applications Claiming Priority (1)
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| ES200500697A ES2262427B1 (en) | 2005-03-23 | 2005-03-23 | SYSTEM FOR THE MEASUREMENT AND MONITORING OF NON-LINEAR DISTORSION IN LINEARIZATION DEVICES. |
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| ES2262427B1 ES2262427B1 (en) | 2007-11-16 |
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ID=37565110
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|---|---|
| ES (1) | ES2262427B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1449723A (en) * | 1973-03-02 | 1976-09-15 | Western Electric Co | Feed-forward error-correcting systems |
| US4389618A (en) * | 1981-04-15 | 1983-06-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Adaptive feed-forward system |
| JPH06132735A (en) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Fujitsu Ltd | Feed forward amplifier |
-
2005
- 2005-03-23 ES ES200500697A patent/ES2262427B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2262427B1 (en) | 2007-11-16 |
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|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20061116 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2262427B1 Country of ref document: ES |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20181008 |