TW201644189A - 使用消除式前饋方法和系統的功率放大器線性化 - Google Patents

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Abstract

線性化電路可藉由消除或降低功率放大器所產生之非線性成分(例如，IM3、IM5、IM7、IM9、等等)的振幅來改善功率放大器的線性。該線性化電路可獲得功率放大器所輸出的信號樣本並且處理該些樣本以產生一消除信號，該消除信號係被施加到該功率放大器的一輸出上或是之中。該消除信號係被產生以使得當被施加到功率放大器的輸出時，該消除信號係消除或降低該功率放大器所產生之非線性成分的至少一部份。一控制器可藉由執行一或多個調諧演算法並且根據該演算法的結果來調整該線性化電路的設定以改善該些非線性成分的校正。

Description

使用消除式前饋方法和系統的功率放大器線性化 【相關申請案的交互參照】
此專利申請案係主張名稱為“使用消除式前饋方法和系統的功率放大器線性化”且於2010年3月23日申請的美國臨時專利申請案號61/316,608的權益。此專利申請案亦主張名稱為“使用消除式前饋方法和系統的功率放大器線性化”，2010年5月18日申請的美國臨時專利申請案號61/345,909的權益。此專利申請案亦主張名稱為“用於雜訊及干擾消除的方法和系統”且於2010年8月20日申請的美國臨時專利申請案號61/375,491的權益。該些先前的優先權申請案的每個申請案之整體內容茲納入於此作為參考。
本發明係針對於改善功率放大器的線性之方法及系統，其係藉由消除或降低在一發射鏈路中由功率放大器或其它構件(例如，中間頻率(“IF”)功率放大器或混頻器)所產生之非所要的頻譜成分，例如，非線性成分(例如，IM3、IM5、IM7、IM9、等等)、雜訊以及突波(spur)。
在發射鏈路中的功率放大器或其它構件(例如，中間頻率(“IF”)功率放大器或混頻器)會產生非所要的頻譜成分，例如，非線性成分 (例如，IM3、IM5、IM7、IM9、等等)、雜訊以及突波(spur)。因此，存在有對方法和系統的需求，使其消除或降低前述的非所要頻譜成分，並改善功率放大器的線性。
本揭示係關於一種用於改善功率放大器的線性之系統、一種用於降低功率放大器的輸出信號的非線性成分之方法、以及其系統。
在某些實施例中，一種用於改善功率放大器的線性之系統包括：一可運作以耦合至該功率放大器的一輸入信號路徑的第一輸入，以用於獲得該功率放大器的一輸入信號的一第一樣本；一可運作以耦合至該功率放大器的一輸出信號路徑的第二輸入，以用於獲得該功率放大器的一輸出信號的一第二樣本，該樣本係包括對應於該輸出信號的至少一非線性成分之至少一取樣的非線性成分；一可運作以耦合至該功率放大器的一輸出信號路徑的輸出，以用於施加一線性改善信號至該輸出信號路徑；一可運作以在該第二輸入以及該輸出下游的一位置耦合至該輸出信號路徑的第三輸入，以用於獲得該輸出信號的一第三樣本；以及一線性化電路，其係電耦接至該些輸入以及該輸出。該線性化電路包括：一第一信號消除器，其係用於從該第二樣本扣除該第一樣本以產生一包括該至少一取樣的非線性成分之中間信號；一第二信號消除器，其係耦接至該第一信號消除器的一輸出並且可運作以藉由根據一控制設定來調整該至少一取樣的非線性成分的振幅、相位及延遲的至少一個以產生該線性改善信號，該線性改善信號可運作以響應於其在該輸出處耦合至該輸出信號路徑以降低該至少一非線性成分的一強度；一功率偵測器，其係用於量測該第三樣本的該至少一非 線性成分中的至少一個的一強度位準；以及一控制裝置，其係根據該量測到的強度位準來調整該第二信號消除器的設定。
在某些進一步的實施例中，一種用於降低功率放大器的輸出信號的非線性成分之方法包括：(a)從一沿著該功率放大器的一輸入路徑的位置獲得一輸入信號的一第一樣本；(b)從一沿著該功率放大器的一輸出信號路徑的第一位置獲得該輸出信號的一第二樣本，該樣本係包括施加在該功率放大器輸出信號上的至少一非線性成分；(c)藉由從該第二樣本扣除該第一樣本以降低該第二樣本的一頻譜成分來產生一第一中間信號；(d)藉由根據一控制設定來調整該第一中間信號的相位、振幅及延遲中的至少一個以產生一線性改善信號，該線性改善信號可運作以響應於其被施加至該輸出信號來降低該至少一非線性成分的振幅；(e)在沿著該輸出信號路徑的一第二位置處施加該線性改善信號至該輸出信號；(f)從沿著該輸出信號路徑在該第二位置下游的一第三位置獲得該輸出信號的一第三樣本，該第三樣本係包括對應於該至少一非線性成分的至少一振幅調整後的非線性成分；(g)判斷在該第三樣本中的該至少一振幅調整後的非線性成分的一強度位準；以及(h)根據該強度位準來調整該控制設定。
在某些額外的實施例中，一種系統包括：一包括一放大器的信號發送路徑；一被配置以接收該放大器的一輸入信號的一第一樣本之第一輸入；一被配置以從該放大器接收一輸出信號的一第二樣本之第二輸入；一被配置以將一線性改善信號朝向該放大器輸出饋送的輸出；一被配置以從沿著一放大器輸出信號路徑在該第二輸入以及該輸出下游的一位置接收該放大器輸出的一第三樣本之第三輸入；以及一電耦接至該第一輸 入、第二輸入、第三輸入以及輸出的線性化電路。該線性化電路包括：一第一信號消除電路，其係從該第二樣本扣除該第一樣本以產生一中間信號；一第二信號消除電路，其係藉由根據一同相設定以及一正交設定來調整該中間信號的相位、振幅及延遲中的至少一個以產生該輸出信號；以及一控制器，其係可運作以根據該第三樣本的至少一頻譜成分的一強度位準來調整該同相設定以及該正交設定。
100‧‧‧系統
101‧‧‧線性化電路
103‧‧‧發送器
105‧‧‧功率放大器
111‧‧‧耦合器
112‧‧‧耦合器
113‧‧‧耦合器
114‧‧‧耦合器
121‧‧‧分流器
131‧‧‧雜訊消除器
132‧‧‧雜訊消除器
133‧‧‧雜訊消除器
140‧‧‧功率偵測器
141‧‧‧可調諧的主動濾波器
142‧‧‧PLL+混頻器+LPF
143‧‧‧峰值偵測器
144‧‧‧A/D轉換器
145‧‧‧開關
147‧‧‧功率偵測器
149‧‧‧寬頻饋通路徑
150‧‧‧控制器
155‧‧‧放大器
161‧‧‧輸入信號
162‧‧‧信號
163‧‧‧信號
164‧‧‧信號
166‧‧‧信號
167‧‧‧信號
170‧‧‧消除信號
198‧‧‧輸入路徑
199‧‧‧輸出路徑
300‧‧‧系統
301‧‧‧線性化電路
321‧‧‧可變的衰減器
322‧‧‧可變的衰減器
355‧‧‧可變的增益放大器(VGA)
400‧‧‧系統
401‧‧‧線性化電路
405‧‧‧混頻器
410‧‧‧混頻器
415、420‧‧‧混頻器
461‧‧‧信號
500‧‧‧方法
505‧‧‧雙工器
510‧‧‧低雜訊放大器(LNA)
515‧‧‧混頻器
520‧‧‧低通濾波器
525‧‧‧A/D轉換器
530‧‧‧基頻帶處理器
600‧‧‧方法
635‧‧‧開關
640‧‧‧耦合器
645‧‧‧耦合器
700‧‧‧方法
775‧‧‧可變的衰減器
780‧‧‧單極雙投開關
800‧‧‧方法
885‧‧‧傳送/接收(T/R)開關
900‧‧‧系統
901‧‧‧線性化電路
905‧‧‧混頻器
915‧‧‧混頻器
950‧‧‧鏡像抑制濾波器
955‧‧‧鏡像抑制濾波器
960‧‧‧濾波器
1000‧‧‧系統
1001‧‧‧線性化電路
1005‧‧‧耦合器
1010‧‧‧方向性耦合器
1100‧‧‧系統
1101‧‧‧線性化電路
1105‧‧‧方向性耦合器
1200‧‧‧系統
1201‧‧‧線性化電路
1205‧‧‧混頻器
1210‧‧‧開關
1215‧‧‧開關
1220‧‧‧帶通濾波器
1225‧‧‧低通濾波器
1230‧‧‧開關
1235‧‧‧峰值偵測器
1240‧‧‧A/D轉換器
1300‧‧‧發送路徑
1310‧‧‧正交調變器
1315‧‧‧前置驅動器
1320‧‧‧雙工器
1325‧‧‧發送天線
1355、1365、1375‧‧‧點
圖1是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖2是描繪根據某些範例實施例的圖1的功率偵測器的功能方塊圖。
圖3是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖4是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖5是描繪根據某些範例實施例的一種用於調整一信號消除器的設定以改善一功率放大器的線性的方法之功能方塊圖。
圖6是描繪根據某些範例實施例的一種用於調整一信號消除器的設定以改善一功率放大器的線性的方法之功能方塊圖。
圖7是描繪根據某些範例實施例的一種用於調整一信號消除器的設定以改善一功率放大器的線性的方法之功能方塊圖。
圖8是描繪根據某些範例實施例的一種用於調整一信號消除器的設定 以改善一功率放大器的線性的方法之功能方塊圖。
圖9是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖10是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖11是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖12是根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器的線性之線性化電路的系統之功能方塊圖。
圖13是根據某些範例實施例的一功率放大器的一發送路徑之功能方塊圖。
本發明的許多觀點可參考上述的圖式而更加瞭解。該圖式僅描繪本發明範例的實施例且因此不被視為限制其範疇，因為本發明可容許有其它等同有效的實施例。在該圖式中所示的元件及特點並不必然依照比例，重點反而是放在清楚地描述本發明範例實施例的原理。此外，某些尺寸可能被誇大以助於視覺上傳達此等原理。在該圖式中，元件符號係指相似或對應(但不必然相同)的元件。
在此所述的範例實施例可支援消除、校正、解決或補償互調產物(intermodulation product)、干擾、電磁干擾(“EMI”)、雜訊或其它非所要的頻譜成分。在具有改善的線性下，功率放大器的相鄰頻道功率比值(“ACPR”)、輸出功率、及/或功率消耗可被改善。此在輸出功率的增加及/ 或功率消耗的減少係導致在功率放大器效率(“PAE”)上的增高。
現在轉往圖式，其中相同的元件符號係指整個圖式中相似(但不必然是相同)的元件，本發明的範例實施例係被詳細地描述。圖1是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性的線性化電路(linearizer)101的系統100之功能方塊圖。該範例的線性化電路101係藉由消除或降低由功率放大器105輸出的信號之非線性成分的振幅來改善該功率放大器105的線性。請參照圖1，該功率放大器105係沿著一輸入路徑198被設置以接收及放大由一發送器103發送的信號161，並且輸出放大後的信號162到一輸出路徑199上。在此範例的實施例中，該信號161在射頻(“RF”)頻帶中具有基音調(fundamental tone)F0。然而，該線性化電路101並不限於RF頻帶，而是可在其它頻帶、應用(例如，有線電視放大器以及例如是自動測試設備(“ATE”)及產生器的測試設備)、或是信號路徑的部份(例如，中間頻率(“IFx”))中被利用來改善信號的線性。在某些範例的實施例中，該信號161係包含多個載波，例如是在蜂巢式基地台的情形。在某些範例的實施例中，該信號161係包含如同在正交分頻多工(“OFDM”)的情形之多個次載波。
該功率放大器105係調整來自發送器103的信號161的振幅並且輸出一振幅調整後的信號162。如以下更詳細所述，該線性化電路101係藉由處理來自功率放大器105的輸出信號162的一或多個樣本以改善該功率放大器105的線性。在某些範例的實施例中，該功率放大器105係包含一單級的放大器，並且該線性化電路101係處理來自該單級的放大器的輸出信號162。在某些替代的範例實施例中，該功率放大器係包含一多級的放大 器，並且該線性化電路101係處理來自該多級的放大器之最後一級或任何中間級的輸出信號162。
當一功率放大器105調整一輸入信號161的振幅時，非線性的頻譜成分或互調產物(例如，互調產物IM3、IM5、IM7、IM9、等等)可能會被引入到該輸出信號162上。例如，該輸出信號162係被描繪為具有兩個基音調F0以及其個別的第三階互調產物IM3及第五階互調產物IM5。互調產物以及其它非所要的非線性頻譜成分可能會由於降低該ACPR及/或造成在功率放大器105的功率消耗上的增加而劣化該功率放大器105的效能。該線性化電路101可利用一種如下所述的前饋方法來降低、抑制或消除這些非所要的頻譜成分。
儘管輸出信號162在圖1中係被描繪成基音調F0是具有一振幅實質類似於輸入信號161的基音調F0的振幅，但是該輸出信號162的基音調F0的振幅可以是大於或小於輸入信號161的基音調F0的振幅。因此，該功率放大器105可具有一增益“N”，其中N是任意正或負數。
該範例的線性化電路101係包含一用於取樣沿著功率放大器105的輸入路徑之發送的信號161的第一耦合器111，以獲得具有該基音調F0但是在互調產物的引入前之信號161的一乾淨樣本。此取樣的信號係被傳遞至一分流器(splitter)121，該分流器121係提供該取樣的信號至雜訊消除器131及133。
一第二耦合器112係連接至功率放大器105的輸出以取樣具有該基音調F0以及由該功率放大器105(或是在發射鏈路中的其它構件)引入到發送的信號161上的互調產物的輸出信號162。此取樣的信號係被傳送 至該雜訊消除器131。
該雜訊消除器131係從耦合器112獲得之取樣的輸出信號扣除從分流器121接收之取樣的輸入信號並且產生一輸出信號163。因此，相對於從功率放大器105輸出的信號162的振幅而言，輸出信號163的F0成分的振幅係被降低，而互調成分的振幅保持實質不變或是類似於該信號162的振幅(減去由該耦合器112的耦合係數所造成的任何損失)。在某些範例的實施例中，該信號163的F0成分係完全由該雜訊消除器131所消除。在某些替代實施例中，該信號163的F0成分的振幅係被降低至一類似於該信號163的互調產物中的一或多個的振幅之位準。例如，如同信號163中所示，該基音調F0具有一振幅類似於第三階互調產物IM3的振幅。
在某些範例的實施例中，該雜訊消除器131係在從取樣的輸出信號扣除取樣的輸入信號之前調整該取樣的輸入信號及該取樣的輸出信號中的一或兩者的相位、振幅或延遲中之一。例如，該雜訊消除器131可以在從取樣的輸出信號扣除取樣的輸入信號之前施加相位調整或延遲調整至該取樣的輸入信號及該取樣的輸出信號的一或兩者，以在時間上對齊該取樣的輸入信號與該取樣的輸出信號。在某些範例的實施例中，該雜訊消除器131係包含一I/Q調變器，該I/Q調變器係根據一同相設定(“I-值”)以及一正交設定(“Q-值”)來施加相位、振幅及/或延遲調整至該取樣的輸入信號及/或取樣的輸出信號。如以下更詳細敘述的，該雜訊消除器131可從一控制器150接收該I-值及Q-值。
該雜訊消除器131的輸出係被一功率偵測器140所監測。在某些範例的實施例中，該功率偵測器140係包含一用於量測由雜訊消除器 131輸出的信號163的整體功率位準之峰值偵測器。該功率偵測器140亦可包含或耦接至一類比至數位轉換器(“A/D轉換器”)。該A/D轉換器係轉換功率量測成為一數位格式並且提供該功率量測的數位版本至控制器150。
該控制器150係以一處理器、微處理器、微控制器、電腦、狀態機、可程式化元件的型式、或是其它適當的技術來實施。該控制器150係監測從功率偵測器140接收的功率量測並且調整雜訊消除器131的設定以改善在信號163中的基音調F0的振幅之消除或縮減。例如，該控制器150可根據從功率偵測器140接收的功率量測來調整雜訊消除器131的I-值及Q-值設定。藉由調整這些設定，該控制器150係調整在信號163中的基音調F0的振幅之縮減量並且決定該消除的頻寬。將基音調F0的功率位準降低到一位準類似於該些互調產物的功率位準會適應該功率偵測器140、雜訊消除器132及放大器155的構件的動態範圍、降低信號164中的基音調F0在消除點的插入損失、並且對於高資料速率調變(例如，64QAM)避免造成信號對雜訊比問題。
由雜訊消除器131輸出的信號163係被傳送至一第二雜訊消除器132。該雜訊消除器132以及一放大器155係產生一消除信號170，當該消除信號170施加至輸出路徑199時，其係抑制、降低或消除該些互調產物，此導致有一更乾淨的信號164。該雜訊消除器132及放大器155係藉由調整信號163中的互調產物的振幅及相位(且選配地延遲)以產生此消除信號170。該雜訊消除器132及放大器155係調整消除信號170中的互調產物的振幅以使得信號170中的這些互調產物的振幅(減去任何由耦合器113的耦合係數所引起的損失)等於或接近由功率放大器105輸出的信號162中的互 調產物之振幅。該雜訊消除器132亦調整消除信號170中的互調產物的相位及/或延遲，以使得當該消除信號170耦接至該信號162以產生信號164時，該消除信號170中的互調產物的相位相對於該信號162中的互調產物的相位大約是180度不同相的。
在某些範例的實施例中，類似於雜訊消除器131，該雜訊消除器132係包含一I/Q調變器，該I/Q調變器係根據I-值及Q-值設定來施加相位、振幅及/或延遲調整至該取樣的輸入信號及/或取樣的輸出信號。如以下更詳細敘述的，該雜訊消除器132可從控制器150接收該I-值及Q-值。
該放大器155可包含一或多個補充由雜訊消除器132所作的振幅調整之串級放大器。該消除信號170係經由一耦合器113而被施加至該信號162的信號路徑。在某些範例的實施例中，該耦合器113係包括一個如圖1中所繪的方向性耦合器。如以下更詳細所述的，該雜訊消除器132的設定可藉由控制器150根據在該消除信號170已經施加至該信號路徑之後剩餘在耦合器113下游的信號164上的互調產物的振幅來加以控制。
該範例的線性化電路101亦包含一選配的連接至一耦合器114的第三消除器133。該耦合器114係取樣由消除信號170施加至信號162所產生的信號164，並且提供此取樣的信號至雜訊消除器133。該雜訊消除器133亦經由分流器121接收該乾淨信號161的一樣本167。在某些範例的實施例中，該分流器121可被省略，而消除器131及133的輸入則連接在一起、或是電耦接在一起。如上所論述，此信號161係包括由發送器103所發送的基音調F0，而無功率放大器105所造成的互調產物。該雜訊消除器133係從耦合器114接收之取樣的信號扣除從分流器121接收的乾淨輸入信號 167，並且饋送該所產生的信號166至一功率偵測器147。因此，相對於信號164的振幅(減去任何由耦合器114的耦合係數所造成的損失)，輸出信號166中的基音調F0的振幅係被降低，而該些互調成分的振幅則保持實質不變或是類似於該信號164的振幅(減去任何由耦合器114的耦合係數所造成的損失)。在某些範例的實施例中，信號166的F0成分係完全被雜訊消除器133所消除。在某些替代實施例中，信號166的F0成分的振幅係被降低至一位準類似於信號164的互調產物中的一或多個的振幅。例如，如同信號166中所示，該基音調F0具有一振幅類似於第三階互調產物IM3的振幅。
在某些範例的實施例中，該雜訊消除器133係在從耦合器114接收之取樣的信號扣除該信號167之前，調整從耦合器114接收之取樣的信號以及從分流器121接收之信號167的一或兩者的相位、振幅或延遲中之一。例如，該雜訊消除器133可以在從耦合器114接收之信號扣除該信號167之前施加一相位調整或延遲調整至該信號167以及從耦合器114接收之信號的一或兩者，以在時間上對齊該信號167以及從耦合器114接收之信號。在某些範例的實施例中，該雜訊消除器133係包含一I/Q調變器，該I/Q調變器係根據I-值及Q-值設定來施加相位、振幅及/或延遲調整至該信號167及/或從耦合器114接收之信號。該雜訊消除器133可從控制器150接收該I-值及Q-值。該控制器150可根據來自一功率偵測器147的回授來調整用於雜訊消除器133的I-值及Q-值設定。
該雜訊消除器133是線性化電路101中的一個選配的構件。該雜訊消除器133係降低信號166上的基音調F0的功率位準，例如，降低至一位準為接近信號166中的互調產物的功率位準。此係降低功率偵測器 147的動態範圍需求並且增進線性化電路101的控制過程的正確性及/或速度。在某些範例的實施例中，若相關的級之動態範圍是足夠的，則該雜訊消除器133係被省略。
在某些範例的實施例中，一頻道濾波器係被使用來取代雜訊消除器133、或是除了雜訊消除器133之外另外被使用，以在藉由功率偵測器147接收之前降低從耦合器114接收之取樣的信號的一或多個成分的強度。在某些範例的實施例中，從耦合器114接收之取樣的信號係在從該耦合器114接收之前先被混音及濾波。換言之，在某些範例的實施例中，一混頻器及濾波器可被利用來取代雜訊消除器133、或是除了雜訊消除器133之外另外被使用。
由雜訊消除器133輸出的信號166係被傳送至功率偵測器147。該功率偵測器147(其在以下參考圖2更詳細加以描述)可以是頻率選擇性的，並且可以量測由信號消除器133提供的輸出信號166之整體功率、或是該信號166的互調產物及/或基音調F0成分的一或多個或是該信號166的任何其它成分的功率位準。該功率偵測器147傳送此量測至控制器150，並且該控制器150於是調整雜訊消除器132的設定(例如，I-值及Q-值)以選擇性地抑制或消除來自功率放大器105的輸出之互調產物，並且決定消除的頻寬。因此，該控制器150可響應於由功率偵測器147提供的回授來動態地控制由該雜訊消除器132所提供的消除。
在某些範例的實施例中，該功率偵測器140及147係被實施為單一功率偵測器。例如，單極雙投開關可內含於線性化電路101以選擇性地連接該信號163或信號166至該單一功率偵測器的輸入。
圖2是描繪根據某些範例實施例的圖1的功率偵測器147的功能方塊圖。請參照圖2，該範例的功率偵測器147係包含一可調諧的主動濾波器141及/或一PLL+混頻器+LPF 142、一峰值偵測器143、一開關145、一寬頻饋通路徑149、以及一A/D轉換器144。在此範例的實施例中，該開關145係容許在該可調諧的主動濾波器141、PLL+混頻器+LPF 142、以及一寬頻饋通路徑149之間的選擇。在替代的範例實施例中，該功率偵測器147只包含該可調諧的主動濾波器141、PLL+混頻器+LPF 142以及寬頻饋通路徑149中的任一個。
該可調諧的主動濾波器141係施加帶通濾波至內含在一信號中的一或多個互調產物及/或基音調F0，並且輸出該些互調產物及/或基音調F0至峰值偵測器143。由可調諧的主動濾波器141傳送到峰值偵測器143的頻率可藉由控制器150來加以選擇。此可調諧的主動濾波器141係容許控制器150特定地監測及改變所選的互調產物或是被抑制的基音調F0的功率位準，並且在該基音調F0具有一功率位準為類似或低於該些互調產物的功率位準時其係有用的。在某些範例的實施例中，該可調諧的主動濾波器141係包含一個可調諧的主動濾波器為類似或實質相同於2009年3月27日申請的名稱為“利用信號消除的功能之濾波器成形”的美國專利申請案號12/413,454中所述之可調諧的主動濾波器。美國專利申請案號12/413,454的完整揭露內容茲在此完整納入作為參考。
該PLL+混頻器+LPF 142係包含一相鎖迴路(“PLL”)、一混頻器以及一低通濾波器(“LPF”)。該PLL+混頻器+LPF 142係施加降頻及頻道選擇濾波器以傳送一信號的一特定的互調產物(或基音調F0)至峰值偵測 器143。類似於該可調諧的主動濾波器141，傳送至峰值偵測器143的一信號之特定的頻率可藉由控制器150來加以選擇。
該峰值偵測器143係連接至開關145的輸出以量測該濾波後的信號的功率位準。因此，該峰值偵測器143係量測傳送至峰值偵測器143的單一(或多個)頻譜或是寬頻成分的功率位準。若該開關被定位成使得饋通路徑149連接至峰值偵測器143，則峰值偵測器143係量測該信號的整體功率位準。若該開關145被定位以將可調諧的主動濾波器141或PLL+混頻器+LPF 142連接至峰值偵測器143，則峰值偵測器143係量測由該可調諧的主動濾波器141或該PLL+混頻器+LPF 142所傳送的信號之功率位準。該峰值偵測器143係提供量測到的功率位準至A/D轉換器144。該A/D轉換器144係轉換該功率量測成為一數位格式並且提供該功率量測的數位版本至控制器150。
參考回圖1，該控制器150係利用從功率偵測器147(或功率偵測器140)接收的功率量測來調整雜訊消除器132的設定以改善對於出現在由功率放大器105輸出的信號162上之互調產物的抑制或消除。該控制器150係根據在由耦合器114所取樣的信號164上之互調產物的功率位準來調整雜訊消除器132的I-值及Q-值設定，以調整消除信號170的互調產物的相位、振幅及/或延遲。該控制器150可多次重複執行一或多個演算法以調整雜訊消除器132的設定，直到達成所要的線性改善程度為止。在演算法的執行期間，該控制器150係監測從功率偵測器147接收的功率量測以決定雜訊消除器132的較佳設定(例如，I-值及Q-值)。可於某些在此所述的範例實施例中藉由控制器150實施的範例演算法係在名稱為“用於雜訊及干擾 消除的方法及系統”且在2011年1月26日申請的美國專利申請案號13/014,681中論述。美國專利申請案號13/014,681的整個內容茲在此完整納入作為參考。藉由控制器150執行的演算法可包含二元校正演算法(“BCA”)、快速二元演算法(“FBA”)、最少步驟(minstep)演算法(“MSA”)、盲擊(blind shot)演算法(“BSA”)、雙斜率演算法(“DSA”)、以及美國專利申請案號13/014,681中所述的一種追蹤及搜尋演算法中的一或多種。在前述演算法的任一種的執行中，該控制器150可使用從功率偵測器147接收的互調產物的一或多個功率量測作為一回授值並且施加負極性以識別出用於信號消除器132的較佳設定。
在某些範例的實施例中，該功率偵測器140係包含和功率偵測器147相同或類似的構件。換言之，在某些範例的實施例中，該功率偵測器140亦包含耦接至一峰值偵測器的一可調諧的主動濾波器、一PLL+混頻器+LPF、及/或一旁路。該控制器150可以選擇由功率偵測器140之可調諧的主動濾波器及/或PLL+混頻器+LPF所傳送的信號163的頻道或頻率成分，以便選擇性地量測信號163的基音調F0的功率位準。該控制器150係利用此功率量測來改善或改進信號163中剩餘的基音調F0的消除或抑制。例如，該控制器150可根據信號163中的基音調F0之量測到的功率位準來調整雜訊消除器131的I-值及Q-值，以進一步抑制這些基音調F0。在某些範例的實施例中，該控制器150係利用來自功率偵測器140的功率量測作為回授值以執行一演算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA、或是追蹤及搜尋)並且施加負極性以識別出用於信號消除器131的較佳設定(例如，I-值及Q-值)。
在某些範例的實施例中，用於取樣路徑(例如，耦合器111、112及114)以及用於每個消除路徑(例如，雜訊消除器131-133)的延遲補償亦可在線性化電路101中被利用，以改善消除頻寬並且涵蓋用於各種通訊標準的發送器103的全頻率範圍。該些雜訊消除器131-133中的一或多個可另外或替代地包含多個雜訊消除器以增加信號163、166及164中的消除頻寬。當利用例如是並列配置的多個信號消除器時，在美國專利申請案號13/014,681的圖29-31中所描述的一或多個演算法可藉由控制器150來執行以決定用於該些信號消除器的較佳設定。
該線性化電路101是可集積到任何類型的功率放大器105中而成為一晶片、晶粒或IP。該線性化電路101係被實施為一獨立的積體電路，其可利用如上所述的耦合器耦接至功率放大器105的輸入與輸出。在某些範例的實施例中，該線性化電路101係內含在和功率放大器105相同的積體電路上。
儘管該線性化電路101已經就消除或抑制由功率放大器105引入的互調產物而論述，但是該線性化電路101亦被用來消除或抑制出現在一發射鏈路(例如，輸入路徑198)的輸出上，而不是出現在發射鏈路的輸入之混頻器諧波或雜訊。在此例中，從耦合器111、112及114耦出的信號或是耦入耦合器113的信號中的一或多個可經由混頻器加以增頻或降頻。在某些範例的實施例中，該線性化電路101亦被用來消除或抑制由和功率放大器信號路徑相關連的IF放大器或混頻器所造成的雜訊或突波。
該線性化電路101亦能夠抑制其它類型之非所要的頻譜成分，例如，存在一信號路徑上的突波及/或雜訊。此外，該線性化電路101 係能夠抑制由例如是一IF放大器或一混頻器的其它構件引入到信號路徑上之非所要的頻譜成分。為了降低由其它構件引入到該信號路徑上之非所要的頻譜成分，該耦合器111可設置在該構件的輸入處，並且耦合器112-114可沿著該構件的輸出路徑來加以設置。
在某些範例的實施例中，該控制器150係包含或是連接至一記憶體來源，例如，RAM、ROM或快閃記憶體。該記憶體可儲存用於雜訊消除器131-133的較佳(例如，溫度及頻帶相關的)設定(例如，I-值及Q-值)。該記憶體亦可被利用來儲存一或多個供控制器150使用的程式或演算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或是追蹤及搜尋)。在某些範例的實施例中，該控制器150係連接至一溫度感測器，其係量測最接近線性化電路101的構件的溫度或是該線性化電路101的溫度。
在某些範例的實施例中，該控制器150係和外部裝置通訊以接收控制命令，例如，一用以致能功率偵測器140及147的構件之命令或是一用以選擇功率偵測器140、147的一可調諧的主動濾波器141或是一PLL+混頻器+LPF 142的一特定頻道之命令。在某些範例的實施例中，該控制器150係提供一介面給使用者來監測信號161-167並且調整在控制器150的設定，例如，演算法的選擇或是用於信號消除器131-133的設定。該使用者介面亦容許使用者致能功率偵測器140、147的構件中之一構件、或是選擇一用於可調諧的主動濾波器141或PLL+混頻器+LPF 142的頻道。在某些範例的實施例中，該控制器150係和一主機系統(例如，接收器、無線電話或基地台)通訊以決定例如是用於調整線性化電路101的設定之一操作頻帶、功率位準或其它參數。
在某些範例的實施例中，在功率放大器105的輸出ACPR以及輸出功率仍然是固定的之下，該線性化電路101係降低該功率放大器105的功率消耗相當大的量。在某些範例的實施例中，在功率放大器105的偏壓電流及輸出功率仍然是固定的之下，該線性化電路101係改善一功率放大器105的ACPR達20dB或更高。在某些範例的實施例中，在用於功率放大器105的偏壓電流及輸出ACPR仍然是固定的之下，該線性化電路101係增加功率放大器105的輸出(及輸入)功率。
圖3是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性之線性化電路301的系統300之功能方塊圖。該範例的線性化電路301是圖1及2中所繪及上述的線性化電路101之一替代實施例。請參照圖3，該系統300係包含許多和系統100的元件相同或類似的元件。尤其，該系統300係包含一功率放大器105以及一用於消除或降低由該功率放大器105產生的互調產物的線性化電路301。該線性化電路301係包含許多和線性化電路101相同的元件，並且另外包含可變的衰減器321、322。該線性化電路301亦包含一取代放大器155之可變的增益放大器(“VGA”)。
該可變的衰減器321係被設置在耦合器111(及選配的分流器121)以及雜訊消除器131之間。該可變的衰減器321係衰減由耦合器111取樣的信號至一適用於雜訊消除器131的位準。該可變的衰減器322係被設置在耦合器112以及雜訊消除器131之間。該可變的衰減器322係類似地衰減由耦合器112取樣的信號至一適用於雜訊消除器131的位準。此藉由可變的衰減器321及322之衰減係改善雜訊消除器131的動態範圍。在某些範例的 實施例中，該可變的衰減器321、322以及VGA 355中的一或多個係藉由控制器150來加以控制。
圖4是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性之線性化電路401的系統400之功能方塊圖。該範例的線性化電路401是圖1及2中所繪及上述的線性化電路101之另一替代實施例。請參照圖4，該系統400係包含許多和系統100及300的元件相同或類似的元件。尤其，該系統400係包含一功率放大器105以及一用於消除或降低由該功率放大器105產生的互調產物的線性化電路401。該線性化電路401係包含許多和圖3中所繪的線性化電路301相同的元件，其中增加了混頻器405、410、415、420。
在此範例的實施例中，該發送器103係發送一主要包括基音調F0r的信號461(例如，經由一正交調變器)。該標誌符“r”係指出基音調F0r的頻率是在射頻(“RF”)或是在任何其它載波頻率。該信號461係藉由耦合器111取樣並且傳送至混頻器405。該混頻器405係藉由混合該取樣的信號與一本地的振盪器信號來轉換該取樣的信號的頻率，以產生一具有在一中間頻率(“IF”)的基音調F0i的輸出信號。
該線性化電路401係包含一第二混頻器410，該第二混頻器410係經由耦合器112(及選配的可變的衰減器322)接收在該功率放大器105的輸出處取樣的信號。該取樣的輸出信號係包含放大後的基音調F0r以及在該載波頻率或接近該載波頻率的互調產物(例如，IM3r、IM5r、IM7r、等等)。該混頻器410係藉由混合該取樣的信號與一本地的振盪器信號來轉換該取樣的信號的頻率，以產生一具有基音調F0i以及在該中間頻率或接近該中間 頻率的互調產物(例如，IM3i、IM5i、IM7i、等等)的輸出信號。
該雜訊消除器131及132、選配的雜訊消除器133以及相關的元件之運作係類似於以上參考圖1所述之對應的雜訊消除器131-133以及相關的元件。然而，在VGA 355的輸出處的混頻器415係轉換存在於該補償信號中的互調產物(以及剩餘的基音調)的頻率回到該載波頻率範圍中(例如，F0r、IM3r、IM5r、IM7r、等等)。再者，插置在耦合器114以及選配的雜訊消除器133之間的混頻器420係轉換該淨化後的輸出信號到該中間頻率範圍中，以供外部迴路的校準中使用。
該混頻器405、410、415及420的加入係增加線性化電路401的頻率範圍。在某些範例的實施例中，由線性化電路401所執行的非線性成分的振幅之消除或縮減係發生在高IF(例如，用於超寬頻(“UWB”)功率放大器的500MHz至3GHz)、或是在低IF(例如，數十MHz至數百MHz)。在某些範例的實施例中，根據由線性化電路401所引入的延遲，非常低的IF可被利用。
類似於圖3之對應的衰減器321及322，在線性化電路401中所繪的衰減器321及322是選配的。在此範例的實施例中，該衰減器321及322可被實施在混頻器405及410之前、或是實施為一藉由混頻器405及410執行的功能。
圖5是描繪根據某些範例實施例的一種用於調整圖1-4的雜訊消除器132的設定以改善一功率放大器105的線性的方法500之功能方塊圖。一基地台(或是功率放大器105所在的任何主機系統，例如，任何手機)的接收器係被配置或調諧至同一基地台的發送頻帶。例如，該本地振盪器 的頻率可被調諧至該發送頻帶。在功率放大器105的輸出處之發送的信號及其互調產物在傳送至接收鏈路上的一低雜訊放大器(“LNA”)510之前先通過一雙工器505(例如，其具有一發送濾波器以及一接收濾波器)。由該低雜訊放大器510輸出的信號係獲得藉由一混頻器515的降頻並且接著藉由一低通濾波器520(或是任何中間的帶通濾波器)加以濾波。由該濾波器520輸出之濾波後的信號係被傳送至一A/D轉換器525。該A/D轉換器525的輸出係饋送到一基頻帶處理器530中，該基頻帶處理器530係分析該發送的信號並且產生與該發送的信號相關連的資訊。例如，此與該發送的信號相關連的資訊可包含一接收信號強度指示器(“RSSI”)、相鄰頻道洩漏比值(“ACLR”)、相鄰頻道功率比值(“ACPR”)、誤差向量大小(“EVM”)、及/或位元誤差率(“BER”)。此資訊直接對應於功率放大器105的線性。該基頻帶處理器530將該資訊傳遞到控制器150，該控制器150接著根據一演算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA、或是追蹤及搜尋)以及與該發送的信號相關連的資訊來調整用於雜訊消除器132的I及Q設定(I-值及Q-值)。因此，該控制器150可利用RSSI、ACLR、ACPR、EVM及/或BER作為一回授值來執行該些演算法中的一或多個。
在此範例的實施例中，該發送的信號可以是該發送器的特定通訊頻道之一調變後的信號(例如，佔用一5MHz頻道的64QAM、佔用相鄰或交替的頻道之多個載波)、或是位在正被發送器103使用的通訊頻帶之上方、中間或是下方部份的兩個單一音調。用於降頻之本地的振盪器頻率於是可被調整以容許所要的發送的信號(包含互調產物)能夠傳遞至基頻帶處理器530以供EVM、及/或BER、及/或RSSI的量測、或是容許該些互調產 物傳遞至基頻帶處理器530以供ACLR量測。因為雙工器505的TX-RX隔離的衰減是與頻率相關的，所以量測及儲存(例如，在基頻帶處理器530中)雙工器505的TX或RX傳輸功能作為一項校準參考是選配的。
圖6是描繪根據某些替代的範例實施例的一種用於調整圖1-4的雜訊消除器132的設定以改善一功率放大器105的線性的方法600之功能方塊圖。在此範例的實施例中，一由功率放大器105(包含基音調及互調產物)輸出的信號係藉由一耦合器645來加以取樣。此取樣的輸出信號係通過一開關635，並且在該外部迴路的校準期間經由耦合器640而被耦合到該接收鏈路上。在該接收鏈路的正常動作期間，該開關635係斷開耦合器640與耦合器645的連接。在某些範例的實施例中，該耦合器640的位置可以是如圖所示在LNA 510的輸出處、或是在該LNA 510的輸入處。在使得耦合器640位在LNA 510的輸出處的實施例中，該LNA 510可選配地被禁能，以隔離取樣的PA輸出頻譜與自該天線接收的信號及/或由該LNA 510產生的雜訊。
接收器之本地的振盪器可被配置以調諧至發送器的發送頻帶。該發送的信號及互調產物可在通過濾波器520及A/D轉換器525之後被傳遞到基頻帶處理器530上。如上參考圖5所述，基頻帶處理器530係量測該RSSI、ACLR、EVM、及/或BER並且提供這些量測至控制器150。該控制器150在一或多個演算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA、或是追蹤及搜尋)的執行期間使用這些量測作為一回授值。相較於該方法500，此範例的方法600繞過雙工器505，因而其頻率相依的TX-RX隔離將不會影響外部迴路(例如，雜訊消除器132的迴路)的校準。再者，藉由選配地禁 能LNA 510，經由天線之接收到的TX信號的影響(例如，從一附近的基地台頭端(head)或是RX信號在TX頻帶中的相位雜訊部份)也將會被消除。
圖7是描繪根據某些替代的範例實施例的一種用於調整圖1-4的雜訊消除器132的設定以改善一功率放大器105的線性的方法700之功能方塊圖。此範例的方法700係類似於圖6中所繪的方法600。然而，該開關635及耦合器640係被一連接在該本地的振盪器的輸入、LNA 510的輸出、以及導向耦合器645的取樣路徑之間的單極雙投(“SPDT”)開關780所取代。在此範例的實施例中，一選配的可變的衰減器775亦插置在耦合器645及開關780之間的取樣路徑上以用於衰減由發送器103所發送的信號，使得該信號不超過混頻器515的線性標準。
在接收鏈路的正常動作期間，該開關780係連接在混頻器515的輸入以及LNA 510的輸出之間。在雜訊消除器132的校準期間，該開關780係連接在該混頻器的輸入以及該取樣路徑之間。在功率放大器105的輸出處之取樣的發送信號及互調產物係被傳遞至混頻器515以用於頻率轉變，接著是透過基頻帶處理器530的RSSI、ACLR、EVM及/或BER量測。這些量測係被傳遞至控制器150，並且該控制器150係根據該些量測及/或一或多個演算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA或是追蹤及搜尋)來調整消除器132的設定(例如，I-值及Q-值)。
圖8是描繪根據某些替代的範例實施例的一種用於調整雜訊消除器132的設定以改善一功率放大器105的線性的方法800之功能方塊圖。該範例的方法800係類似於分別在圖6及7中所繪的方法600及700。然而，該雙工器505係被一傳送/接收(“T/R”)開關885取代。該T/R開關 885通常用於基地台中的時域多工處理(例如，用於時分同步分碼多重存取(“TD-SCMA”)，並且被實施在許多手機中。
在雜訊消除器132的校準期間，該T/R開關885係將功率放大器105的輸出連接至天線，而在接收鏈路中的LNA 510可選配地關斷以消除其雜訊底(noise floor)的影響。該開關780係將該取樣路徑連接至混頻器515。選配地藉由可變的衰減器775衰減之取樣的發送信號及其互調產物將會被傳遞至混頻器515上以供頻率轉變。該取樣的信號接著藉由基頻帶處理器530來加以量測，以得到RSSI、ACLR、EVM、及/或BER量測。這些量測係被傳遞至控制器150，並且該控制器150係根據該些量測及/或一或多個演算法(例如，BCA、FBA、MSA、BSA、DSA、或是追蹤及搜尋)來調整消除器132的設定。
圖9是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性之線性化電路901的系統900之功能方塊圖。該線性化電路901是圖1及2中所繪及上述的線性化電路101之另一替代實施例。請參照圖9，該系統900係類似於圖4的系統400，除了在功率放大器105的輸入處之混頻器905係沿著該功率放大器105的信號路徑被設置，而不是設置在消除器131及133的信號路徑中。
該範例的線性化電路901係包含一選配的鏡像抑制濾波器950在混頻器905的輸出處，以用於抑制任何由該混頻器905產生的鏡像。此濾波器950亦可降低混頻器饋通對於功率放大器105的影響。根據發送器103的頻率規劃，該濾波器950可採用高通濾波器(fPA>fLO)、低通濾波器(fPA<fLO)、或是帶通濾波器的型式，其中fPA是位在其傳輸頻帶的中心。
該線性化電路901亦包含一鏡像抑制濾波器955在該外部迴路中，以用於抑制由混頻器915產生的鏡像。在線性化電路的內部迴路中的一額外的濾波器960係提供對於來自混頻器910的混頻器洩漏的額外抑制。
圖10是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性之線性化電路1001的系統1000之功能方塊圖。該線性化電路1001是圖1及2中所繪及上述的線性化電路101之另一替代實施例。請參照圖10，該範例的線性化電路1001和線性化電路101不同之處在於該線性化電路1001係包含一方向性耦合器1010在內部迴路的輸入的PA輸出側(例如，在選配的可變的衰減器322的輸入處)，其係除去在功率放大器105的輸出處的一耦合器(例如，圖1的耦合器112)。此實施例的優點是其降低在功率放大器輸出路徑199由該除去的耦合器所造成的插入損失。
在此範例的實施例中，該方向性耦合器1010的方向性通常是大於可變的衰減器322、雜訊消除器132、VGA 355的總增益以及方向性耦合器1010的耦合係數的加總，以確保雜訊消除器132周圍的迴路之穩定性。在此範例的實施例中，該耦合器1005、1010都是共用於取樣及消除。
圖11是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性之線性化電路1101的系統1100之功能方塊圖。該線性化電路1101是圖1及2中所繪的線性化電路101的另一替代實施例，並且尤其類似於圖4的線性化電路401。請參照圖11，該線性化電路1101和線性化電路401不同之處在於該線性化電路1101係包含一方向性耦合器1105在該混頻器410以及選配的可變的衰減器322的輸入之間，其係除去 在功率放大器105的輸出處的一耦合器(例如，圖4的耦合器112)。此實施例的優點是其降低在該功率放大器輸出路徑199中的插入損失。
在此範例的實施例中，該方向性耦合器1105的方向性通常是大於可變的衰減器322、雜訊消除器132、VGA 355的總增益以及方向性耦合器1105的耦合係數之加總，以確保雜訊消除器132周圍的迴路之穩定性。在此範例的實施例中，該耦合器1105、1110都是共用於取樣及消除。
圖12是描繪根據某些範例實施例的一種具有一用於改善一功率放大器105的線性的線性化電路1201的系統1200之功能方塊圖。該線性化電路1201是圖1及2中所繪的線性化電路101的另一替代實施例，並且尤其類似於圖1的線性化電路101。請參照圖12，除了該線性化電路101的構件之外，該範例的線性化電路1201尚包含一混頻器1205、一帶通濾波器1220以及一低通濾波器1225。該混頻器1205的輸入係經由耦合器111來接收由發送器103發送的信號樣本、經由耦合器113以及一開關1210來接收在施加該消除信號處的下游的一信號之一樣本、或是經由開關1210接收由雜訊消除器131輸出的一信號。
藉由在此配置中加入該混頻器1205以及濾波器1220及1225，控制器150可監測(經由峰值偵測器1235及A/D轉換器1240)在雜訊消除器131的輸出處取樣的基音調F0的功率位準以用於調整該內部迴路(例如，雜訊消除器131)，且可監測經由耦合器113取樣的該些IM產物的功率位準以用於調整該外部迴路(例如，雜訊消除器132)。在某些範例的實施例中，該帶通濾波器1220具有一傳輸頻帶頻率在由該發送器發送的通訊頻寬(或頻道)(“fc”)及2*fc(例如，對於UMTS850基地台而言為25MHz至50MHz) 之間。在某些範例的實施例中，該帶通濾波器1220具有一傳輸頻帶頻率在2*fc及3*fc(例如，對於UMTS850而言為50MHz至75MHz)之間。在某些範例的實施例中，該低通濾波器1225具有一由發送器發送的通訊信號的總頻道頻寬fc的頻寬(例如，對於一範例的UMTS850實施例而言為25MHz)。
開關1210、1215及1230係藉由控制器150來操作，以選擇哪一個信號來監測。尤其，當開關1210連接在混頻器1205(例如，RF埠)以及消除器131的輸出之間時，開關1215係連接在混頻器1205(例如，IF埠)以及低通濾波器1225的輸入之間，並且開關1230係連接在低通濾波器1225的輸出以及峰值偵測器1235的輸入之間。該峰值偵測器輸出係指出載波基音調F0的功率位準以用於內部迴路的調整。類似地，當開關1210連接在混頻器1205(例如，RF埠)以及耦合器113之間時，開關1215係連接在該混頻器1205(例如，IF埠)以及該帶通濾波器1220的輸入之間，並且開關1230係連接在該帶通濾波器1220的輸出以及該峰值偵測器1235的輸入之間。該峰值偵測器輸出係指出該些互調產物的功率位準以用於外部迴路的調整。在某些範例的實施例中，此校準係實施在和功率放大器的線性化電路1201相同的晶片上，並且在沒有基地台涉入下確保連續的校準及量測動作。
在仍是另一實施例中，該帶通濾波器1220可以只有該頻寬的一部分，例如1MHz，並且具有一容許能位在例如是fc、1.5*fc、2*fc、2.5*fc及3*fc之可調整的中心頻率。該控制器150係根據一例如是掃描整個發送頻帶的演算法來選擇此帶通濾波器的中心頻率，而該峰值偵測器係輸出在該頻寬內之互調產物的功率位準。該控制器150接著結合該些量測以計算整個通訊頻寬的互調產物的功率位準之一平均值，並且若適當的話，調整 外部迴路(例如，雜訊消除器132的路徑)的設定(例如，I-值及Q-值)。
在某些範例的實施例中，該開關1210及/或開關1230係利用一組合器、分流器或是電流相加裝置來取代。在某些範例的實施例中，該峰值偵測器1235、LPF 1225、BPF 1220、開關1215、1230係從線性化電路1201中省略。在此一實施例中，該混頻器1205的輸出信號係直接被ADC 1240轉換成一數位信號，以供控制器150使用數位信號處理技術來取出該些互調產物或基音調的功率位準。
圖13是描繪先前的圖1-12的任一圖的功率放大器105之一範例的發送路徑1300之方塊圖。請參照圖13，該發送路徑1300係包含輸入路徑198以及輸出路徑199。該輸入路徑係包含一正交調變器1310以及一前置驅動器1315。該輸出路徑199係包含一耦接至一雙工器1320的發送天線1325。此圖係被提供以描繪沿著發送路徑1300可獲得由發送器103發送的一信號的基音調F0的一樣本之額外的位置。例如，該基音調F0的樣本可以在正交調變器1310的輸入處的點1355、在前置驅動器1315的輸入處的1365、在功率放大器105的輸入處的點1375來加以獲得。
在先前提出的實施例中所述的範例的方法及動作是舉例的，並且在替代的實施例中，某些動作可用不同的順序來加以執行、彼此平行的執行、完全省略掉、及/或在不同的範例實施例間組合、及/或某些額外的動作可被執行，而不脫離本發明的範疇及精神。於是，此類替代的實施例係內含在此所述的本發明中。
本發明可使用執行上述方法及處理功能的電腦硬體及軟體來加以利用。如同熟習此項技術者將會體認到的，在此所述的系統、方法 及程序可以用一可程式化的電腦、電腦可執行的軟體或是數位電路來體現。該軟體可被儲存在電腦可讀取的媒體上。例如，電腦可讀取的媒體可包含軟碟片、RAM、ROM、硬碟、可移除式媒體、快閃記憶體、隨身碟、光學媒體、磁光媒體、CD-ROM、等等。數位電路可包含積體電路、閘陣列、建構式邏輯、現場可程式化的閘陣列(“FPGA”)、等等。
儘管本發明的特定實施例已經在以上詳細描述，但該說明僅是為了舉例之目的而已。因此，應該體認到的是，本發明的許多觀點在以上只是藉由舉例描述而已，因而除非另有指明，否則不欲作為本發明必需或必不可少的元件。除了上述的那些觀點之外，該些範例的實施例之揭露的觀點之各種修改以及對應其之等同動作可由具有此項技術通常技能者在本案揭露內容的助益下來加以達成，而不脫離本發明在以下的申請專利範圍中所界定的精神與範疇，本發明的範疇係欲被給予最廣的解釋以涵蓋此類的修改及等同的結構。
100‧‧‧系統
101‧‧‧線性化電路
103‧‧‧發送器
105‧‧‧功率放大器
111‧‧‧耦合器
112‧‧‧耦合器
113‧‧‧耦合器
114‧‧‧耦合器
121‧‧‧分流器
131‧‧‧雜訊消除器
132‧‧‧雜訊消除器
133‧‧‧雜訊消除器
140‧‧‧功率偵測器
147‧‧‧功率偵測器
150‧‧‧控制器
155‧‧‧放大器
161‧‧‧輸入信號
162‧‧‧信號
163‧‧‧信號
164‧‧‧信號
166‧‧‧信號
167‧‧‧信號
170‧‧‧消除信號
198‧‧‧輸入路徑
199‧‧‧輸出路徑

Claims (17)

  1. 一種用於改善一功率放大器的線性之方法，其包括以下步驟：從該功率放大器的一輸入信號路徑獲得一第一樣本；從該功率放大器的一輸出信號路徑獲得一第二樣本和一第三樣本；以及產生一輸出，藉以透過以下步驟而在該輸出施加至該輸出信號路徑時改善線性：利用包含一第一設定的一第一消除器，響應於從該第二樣本扣除該第一樣本來產生一信號，該信號包括一成分；利用一第二消除器，根據一第二設定來調整該成分的振幅、相位及延遲；根據該信號之一頻譜成分的強度來調整該第一設定；以及根據該第三樣本之一非線性成分的強度來調整該第二設定。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二樣本係從該輸出信號路徑的一第一位置處獲得，其中該第三樣本係從該輸出信號路徑的一第二位置處獲得，並且其中該輸出係施加至該輸出信號路徑中位於該第一位置和該第二位置之間的一第三位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第二位置在該第一位置的下游。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二設定包括一控制設定。
  5. 一種用於改善一功率放大器的線性之方法，其包括以下步驟：從該功率放大器的一輸入信號路徑獲得一第一樣本； 從該功率放大器的一輸出信號路徑獲得一第二樣本和一第三樣本；以及產生一輸出，藉以透過以下步驟而在該輸出施加至該輸出信號路徑時改善線性：利用包含一第一設定的一第一消除器，響應於從該第二樣本扣除該第一樣本來產生一信號，該信號包括一成分；利用一第二消除器，根據一第二設定來調整該成分的振幅、相位或延遲；根據該信號之一頻譜成分的強度來調整該第一設定；以及根據該第三樣本之一非線性成分的強度來調整該第二設定，其中該第二設定包括一同相設定以及一正交設定。
  6. 一種用於改善一功率放大器的線性之方法，其包括以下步驟：從該功率放大器的一輸入信號路徑獲得一第一樣本；從該功率放大器的一輸出信號路徑獲得一第二樣本和一第三樣本；以及產生一輸出，藉以透過以下步驟而在該輸出施加至該輸出信號路徑時改善線性：利用包含一第一設定的一第一消除器，響應於從該第二樣本扣除該第一樣本來產生一信號，該信號包括一成分；利用一第二消除器，根據一第二設定來調整該成分的振幅、相位或延遲；根據該信號之一頻譜成分的強度來調整該第一設定；以及 根據該第三樣本之一非線性成分的強度來調整該第二設定，其進一步包括藉由混頻及濾波該第三樣本中具有一頻率在該功率放大器的基頻或是接近該基頻的成分，以降低該第三樣本的一頻譜成分的強度。
  7. 一種用於改善一功率放大器的線性之方法，其包括以下步驟：在一第一輸入上，從該功率放大器的一輸入信號路徑接收一第一樣本；在一第二輸入上，從該功率放大器的一輸出信號路徑接收一第二樣本；在一第三輸入上，從該功率放大器的該輸出信號路徑接收一第三樣本；以及產生一輸出，藉以透過以下步驟而在該輸出施加至該輸出信號路徑時改善線性：響應於從該第二樣本扣除該第一樣本來產生一信號，該信號包括一成分；利用一消除器，根據一控制設定來調整該成分的振幅、相位或延遲；根據該第三樣本之一頻譜成分的強度來調整該控制設定，其中一頻率轉換的混頻器設置在該第一輸入和該消除器之間、或在該消除器和攜載所產生的該輸出的一路徑之間。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該頻率轉換的混頻器係設置在該第一輸入和該消除器之間。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該頻率轉換的混頻器係設置在該消除器和攜載所產生的該輸出的該路徑之間。
  10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中根據該控制設定來調整該成分 的振幅、相位或延遲包括調整該振幅。
  11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中根據該控制設定來調整該成分的振幅、相位或延遲包括調整該相位。
  12. 如申請專利範圍第7項之方法，其中根據該控制設定來調整該成分的振幅、相位或延遲包括調整該延遲。
  13. 如申請專利範圍第7項之方法，其進一步包括藉由混頻及濾波該第三樣本中具有一頻率在該功率放大器的基頻或是接近該基頻的成分，以降低該第三樣本的一頻譜成分的強度。
  14. 一種系統，其係包括：一包括一放大器的信號發送路徑；一被配置以接收該放大器的一輸入信號的一第一樣本之第一輸入；一被配置以從該放大器接收一放大器輸出信號的一第二樣本之第二輸入；一被配置以將一線性改善信號向該放大器輸出信號饋送的輸出；一被配置以從沿著一放大器輸出信號路徑的一位置接收該放大器輸出信號的一第三樣本之第三輸入；以及一產生該線性改善信號的線性化電路，該線性化電路電耦接至該第一輸入、該第二輸入、該第三輸入以及該輸出，該線性化電路係包括：一第一電路，其可操作以從該第二樣本扣除該第一樣本以產生一中間信號；一第二電路，其可操作以藉由根據一設定來調整該中間信號的相位、振幅及延遲中的至少一個以形成該線性改善信號；以及 一控制器，其可操作以根據該第三樣本的至少一頻譜成分的強度位準來調整該設定，該強度位準係藉由透過混頻及濾波該第三樣本中具有一頻率在該放大器的基頻或是接近該基頻的成分來衰減該第三樣本的至少一頻譜成分而加以確定，其進一步包括至少一頻率轉換的混頻器，其係設置在該第一輸入和該第一電路之間、在該第二輸入和該第一電路之間、或在該輸出和該第二電路之間。
  15. 如申請專利範圍第14項之系統，其中該位置在該第二輸入和該輸出的下游。
  16. 如申請專利範圍第14項之系統，其中該第一電路包括一消除器。
  17. 如申請專利範圍第14項之系統，其中該第二電路包括一消除器。
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