TW406485B - Improved pilot detection for a control system that reduces distortion produced by electrical circuits - Google Patents

Description

五、發明說明（υ 發明背景 發明之範疇 本發明乃關於一 別關於〜使用一改制系統以降低由電路產生之失真，特 以往技藝之敛述 之引式檢波技術之一控制系統。 電路通常會在—於 成輸出信號中含^入信號上加上不理想的失真，因而造 括任何所；J之不理4真之成分及輸入信號成分。此失真包 需要一種技街盆At .f'信號或反面影響輸入信號。因而有一 技術利肖除或降低由電路產生之失真。-知名 至少頻譜上位於雷2及一引式信號。此引式信號係一包含 號。圖1顯示引式工作頻帶附近之一頻率成分之電信 參考圖i，所之較完整說明。 引式信號可妒接^電路頻率響應包括引式信號之位置。 帶（即引式2 ) 工作帶（即引式1 )之下緣，或位於工作 工作頻帶^之一之上緣附近。此引式位於自中心頻率為f。之 於電略之工：邊緣之頻譜距離△ f。此引式信號亦可能位 性(即波幅，相頻位帶塑内：某處。非常明_ ’引式信號之電特 引式信贫P 4 a a應，頻譜内容）為已知。應注意，雖然 不同i ;之二f —波幅之-頻譜成分’弓丨式信號為含有 和久ΐ田之許多頻譜成分。 之i ϋ系ΐ以施加引式信號於電路及基於加在引式信號上 統及发而作，整以降低電路產生之失真。圖2顯示控制系 真。=利用得自引式信號之資訊以降低電路丨〇8產生之失 ”。電路108可能為有至少一輸出及—輸入一任何電路。 例如電路1 ο 8可Α ―射 仍然參考圖2 :’ 一大器;/:二功率放大器 為-前向饋送、回， 加至分裂心2。分裂器1〇2 】 、、< 路之一部分稱為迴路#1，該迴路除了分势 ° 尚包含增益及相位電路104，耦合器132，雷< 路 108，延遲 ^ 加在增益及相二上合…6。路f 130上之輸入信號 及引式信號加此位：路104之輪出 4 , a 器1 32 引式信號之波幅較輸入传 儿^ 〇,、許多（即30 dB)，故不致干擾電路108之工作。 耦合器132之輸出加至電路1〇8上其輸出包含輸入俨號。 引式信號及由電路108產生之失真信號。電路1〇8輸出之 部分仔自耦合器114，再在耦合器丨16與輸入信號（路徑1 上）之延遲版本經由連接路徑丨丨5結合。路徑丨27上之信 已受到由延遲電路1 06提供之足夠延遲，故該信號受到出u 現在耦合器116經路徑us之輸入信號相同延遲。 增盈及相位電路1 04經由控制電路丨34至少以一控制信 加以控制以調整輸入信號之增益及相位，俾出現在耦合器L 116上之輸入信號實際上與經路徑127之耦合器116之延遲10 輪入信號為反相（相同波幅但丨8 〇。反相）。出現在增益及 相位1 04之控制路徑1 34上之控制相號係以使用檢測電路相 同之知名方式中在點A上之信號演繹而得。檢測電路檢測 出此信號之知名電信號特性如波輻、相位及頻率。因此， 加在耦合器1 1 6上之輸入信號實質上彼此抵銷，僅餘下 點t之引式信號及電路108產生之失真信號。迴路#1因此為 觔向饋送迴路、其可將弓丨式信號及電路1〇8產生之失真

第5頁 五、發明說明（3) Ί§號在點A予以隔離。 在點A上出現之信號（引式 及相位電路"〇，其輸出二:Λ )饋至增益 經由路徑1 2 6加至。合g二上严1 2 ’放大器之輪出則 信號，引式信號及失直電路1〇8之輸出信號（輸入 '、°號）之—部分饋至延遲電路118， 延遲電路118之輸出經路徑ία饋_ "8之設計可使白電路1〇8少輕合器12。。延遲電路 ^ 1 9n 之輸出k號經路徑1 24加在耦合 =二=實質上受到如電路1〇8之輸出經由路徑心 至耦δ |§12〇上之信號相同之延遲。 二皮幅及其他之引式信號之電特性為已 =電路":可用如連接至一對數檢波器(或其他已知檢 苴一 /吧波/電路以經由耦合器1 38檢測引式信號或 八一。刀。引式^號用來獲得關於由電路1〇8產生之失真 Λ資訊係由㈣？丨式信號之已知電信號特性而' :、。特別是引式信號之特性（即波幸备，頻譜内g，相位塑 ;、)為已知，因此，當引式檢波電路14〇檢出引式信號時曰， ^二或全部已知特性由於電路1〇8之失真效應而改變。檢 1電路140將可福出此一失真效應而利用此—資訊於路徑 上產生控制信號以使增益及相位電路丨丨〇在Α點改正引 式信號，使經由路徑126在耦合器12〇之引式信號實質上為 $路徑126至耦合器120之引式信號之反相（波幅相等但 反相）。在耦合器丨20之對應引式信號及在耦合器12〇 之失真化號彼此在耦合器丨2 〇實質上抵銷，在控制系統之 輸出僅有輸入信號（或修改之輸入信號版本）。因此'，、' 迴路

#2含有耦合器114，耦合器116 大器112，揭合器120及延遲電 饋送迴路，其利自引式信號獲 108所產生之失真。 ’增益及相位電路136，放 路118、此迴路#2為一前向 得之資訊實際上抵銷由電路 在實際電路中’很少有絕對之失真與引式信號之相銷。 f此圖2仍含有少量之失真。存留在前饋迴路（#2)之剩餘 失真亦為由許多電路，如電路108所顯示之動態失真特性 之結果。放大器112亦在輸出信號上加上失真。因此檢出 ^式信號及自引式信號獲得資訊以抵銷剩餘失真則非常 想。 狂 控制系統之輸出包含引式信號。雖然與輸出信號波幅相 比為小，但可用來抵銷自前向饋送迴路（迴路#2)中之剩 失真。引式信號之波幅與輸出信號相較小很多、此乃由於 上述之前饋迴路#2之抵銷效應所致，而引式信號與電路； 0 8之輪入信號之波幅（亦如上述）相比亦甚小。因此，在 控制系統之輸出檢測引式信號非常困難。 册，測？丨式號之-方法為利用—具有非常尖銳及狹 =九=’慮波器。所用一濾波器以檢測引式信號為一非常 +ί ί ϋ、，因為引式信號之頻率及/或波幅之任何改變將' =—> ~濾波器。不同濾波器必須與不同引式信號使用， =制系統之設計及使用導致引式信號檢波設 …卜，基於選擇之引式信號而使用不同= 因此使控制系統之設計複雜而增加系統成本。 ，為了改進圖2中控制系統之失真抵銷效應，有—

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五、發明說明（5) 'T 種需要其能有一彈性設計以測出引式信號而不致大舉増加 控制系統之複雜性及成本。 ^ 發明之概述 本發明提供一改進之引式檢波技術供—控制系統，該系 統有一輸入及輸出及包含一產生失真之電路，一引式 加在電路上，該弓I式信號提供資訊其可由一控制系統^以° 抵銷失真。控制系統包含一前向饋送迴路麵合至控制系統 在控制系統之輸出檢測引式信號，該控制系統自引式 信號獲得資訊由控制系統用以實質上抵銷任何失真。1 圖式之簡略說明 率圖1為一電路之頻率響應曲線，顯示電路在操作時之頻 圖2為利用回饋迴路及一前饋迴路之以往技藝控 之方塊圖； Ν本研* 圖3為本發明之方塊圖。 詳細說明 ，考圖3 ,其中之相同參考號碼代表相 明本發明，甘a ^ ^ 于’圖3說 其中一刖饋迴路（迴路# 1 )耦合至—押法 (20 0 )，該丰纪士 ^ 控制糸統 糸統有一輸入，一輸出及包含一產生生吉 :瘅Ϊ ί ’該控制系統加上-引式信號至電路並自引★電 ，資訊以降低由電路產生之失真。電路可=式信 =及輪出之任何電路。前饋迴路(迴路#在：少 引式仏说，該檢出之引式信號提供f ^ 控制系統利用，、；产狄止,^ , 貝0孔’供由 用以在控制糸統之輸出消除任何剩餘失真

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--M648S_ 五 '發明說明（6) ~~ -- 仍=參考圖3，控制系統20 0有三個迴路構型，其中，一 引式信號加至電路108，第一前饋迴路（迴路#1)及第二前 饋迴路（迴路#2)均耦合至該電路1〇8。當一輸入信號加在 一分裂器102及一引式信號加在電路1〇8上時如圖所示，控 制系統（信號路徑2 2 4 )之輸出包含輸入信號及一實質上衰 減之引式信號。出現在控制系統之輸出之輸入信號含有失 真，並未由控制系統之迴路#2完全消除。本發明利用一個 第三個前向饋送迴路以檢出實質上已衰減之引式信號，該 檢出之引式#號可提供關於任何剩餘失真之資訊此資訊 被控制系統用以消除剩餘失真β此資訊之獲得係經由利用 知名之檢波電路而達到。此資訊可能為波幅，相位，由引 式信號所受到之頻率變換，此種頻率改變係由知名檢波電 路所測出。 第三個迴路，迴路#3，包括耦合器2〇2、耦合器116 ,增 益及相位電路110 ’放大器112，耦合器12〇，耦合器21〇 , 增益及相位電路220 ’相加器214及延遲電路206。控制系 統之輸出信號之一部分係經由耦合器2 1 〇而得，並加至增 益及相位電路2 2 0上，其輸出則經由路徑2 2 2加至相加器 214之一輸入。在路徑127上之延遲輸入信號之一部分經由 耦合器202獲得，並加至延遲電路#3(2〇6)，其輸出經由路 徑208加至相加器214之另一輸入。延遲電路#3之構造可使 在路徑208上之輸入信號所受之延遲實際上與路徑222上之 輪入信號所受之延遲相等。特別是使經由分裂器丨〇 2，增 益及相位電路104，耦合器132，電路1 08，耦合器1 14，延

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五、發明說明（8) 40G485

在本發明之控制系統之迴路#1及#2及#3中使用之各種電 路對精於此技藝人士甚為了解之本發明之知名電路。分裂 器如分裂器102為典型之被動裝置，有一輸入及至少二個 輸出’該輸出信號為加入之輸入信號之相等均分或部分。 延遲電路如延遲電路106，206及118為將一輸入信號延遲 一特別時間之電路。相加器2 1 4是一個有至少二個輸入及 輸出之電路，及將其輸入信號之波幅及相位或功率數字相 加。 增益 至其輸 改。耦 信號結 電路雖 混波器 平均波 及根據 存以備 施本發 氣，電 及相位電路104，136及220為一種電路，其能將加 入之信號之波幅及相位根據其控制信號之值加以修 合器132，202，114，120及21〇為可將二個或更多 合之電路以提供至結合信號之一部分之存取。檢波 未不出，但係知名電路，如對數檢波器，零電路及 。對數檢波器為典型實施之電路作為其輸入信號之 幅之計算。零電路之實施典型作為感測一輸入信號 感測出之信號產生控制信號，該控制信號可予以儲^ :來之用。執行上述功能之其他電路亦可使用 此m本發明之電路或料值電路可用電 子（數位及類比）’光學及電化學裝置

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 1. 種控制系統（200)有一輸入，一輸出及包含一產生 失真之電路（1〇8)，一引式信號加至電路上，及該引式信 號可提供資訊可由控制系統用來實質上消除失真，控制系 統之特徵為： 一前饋迴路（迴路#3 )耦合至控制系統以檢出控制系統 輸出之引式信號，該處，控制系統獲得自引式信號之資 訊’控制系統利用該資訊將任何剩餘之失真實質上消除。 2. 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中之前饋迴路 包含一相加器（21 4)將在控制系統輸出之信號加在控制系 統輸入之信號以檢出引式信號。 3. 如申請專利範圍第2項之控制系統，其中之輸入信號 為一延遲電路（206)所延遲。 4 ·如申請專利範圍第2項之控制系統，其中之代數和係 由一檢波電路（2 1 8 )所檢出，該電路將該總和轉換為至少 一控制信號，供用以實質上消除任何剩餘失真。、 5. 如申請專利範圍第丨項之控制系統，其中之資訊係由 檢出之信號所獲得以實質上係以檢波電路消除剩餘失直 6. 如申請專利範圍第丨項之控制系統，其中在控〃 輸出之信號由增益及相位電路（22〇 )根據檢波電路夕 控制信號加以修改。 產生之 7. —種控制系統有一輸入，一輸出及包含一 電路（108)，其中一引式信號加在電路上可提供次a失真之 制電路=該資訊以消除失真，控制系統之特徵為貝严供控 一前饋迴路（迴路#3),其包含一增益及相位命 电路

   六、申請專利範圍 ( 220 )耦合至控制系統之輸出， 及相位電路以自控制系統檢出引式二S I合至增益 ^如申請專利範圍第除;;何剩失真。 t ^ ^ ^ ^ ^ ^ ,(J , ^ ^ ^ ^ ^ ^ 信號。 κ延遲輸入k唬以檢出引式 ^如申請專利範圍第7項之控制系統 位電路可修改控制系統之輸出之/凰及相 相。 另輸入上之引式信號實質上為反 10.如申請專利範圍第9項之控制系統 :被檢出並轉換為至少-個控制信號加至增益及相 上以使增盈及相位電路修改電路之輸出。 U.如申請專利範圍第9項之控制系統，其中相加 出加至一引式檢波電路上，其將相加器之輸出轉換為至少 :=控制信號以加至控制系統上以實質上消除任何剩餘之 12. —種控制系統有一電路（1〇8)產生失真，一引式作號 加在該電路上，控制系統包含： 。儿 真一前饋迴路（迴路#1)耦合至電路以隔絕引式信號及失 一第二前饋迴路（迴路#2)耦合至第一前饋迴路以自隔 絕之引式信號獲得資訊並用此資訊消除失真；及 Η 第13頁 ZTTT^TZ 406485 Γ 六、申請專利範圍 一第三前饋迴路（~迴路#3)耦合至第一及第二前饋迴路 以自第二前饋迴路檢出引式信號及利用得自引式信號之資 訊以消除任何剩餘失真。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之控制系統，其中該引式信 號之檢測係由將第二前饋迴路之輸出至有一相加器之控制 系統之一延遲輸入予以數學相加。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之控制系統，其中之第三前 饋迴路有一增益及相位電路耦合至第二前饋迴路，該增益 及相位電路根據自相加器之輸出而產生之控制信號而修改 自第二前饋迴路之信號。 1 5.如申請專利範圍第1 3項之控制系統，其中之引式信 號由耦合至相加器之引式檢波電路轉換為至少一個控制信 號，及該至少一個控制信號加至第二前饋迴路以實質上消 除任何剩餘失真。 16. —種方法供檢測一加在一產生失真之電路上之引式 信號，該電路耦合至一具有一輸入及一輸出之控制系統， 該控制系統自引式信號獲得資訊以消除失真，此方法包含 下列步驟： 將一輸入信號加至控制系統之輸入；及 將控制系統之輸出加至有一輸入及一輸出之相加器之 輸入信號。 1 7.如申請專利範圍第1 6項之方法，其中相加步驟尚包 含下列步驟： 將輸入信號延遲；及

   第14頁 406485 六、申請專利範圍 依據自相加器產生之至少一個控制信號修改控制系統 之輸出。

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