TW511328B

TW511328B - Circuit for reducing second and third order intermodulation distortion for a broadband RF amplifier

Info

Publication number: TW511328B
Application number: TW090101417A
Authority: TW
Inventors: Hartmut Ciemniak
Original assignee: Gen Instrument Corp
Priority date: 2000-01-24
Filing date: 2001-01-20
Publication date: 2002-11-21
Also published as: EP1254507A2; DE60101212D1; DK1254507T3; DE60101212T2; US6759897B2; WO2001054268A3; EP1254507B1; AU2001231074A1; ATE254356T1; US6509789B1; WO2001054268A2; PT1254507E; US20030080808A1; ES2210123T3

Description

51B28 A7 B7 五、發明說明（丨）本發明之背景本發明有關於射頻(RF)放大器。更特別的是，本發明有關於用以降低寬頻有線電視(CATV)射頻放大器中的三階交互調變失真之系統。降低射頻功率放大器電路中的失真而不致使其暫態響應惡化乃是一種無所不在的問題。高頻放大器廣泛地使用於通信與廣播設施之中，而且其中同樣需要用於數位儀器中的高速切換動作。然而，高頻放大器的應用會將線性操作擴展成爲內部電極電容、接線電感、儲存電荷的寄生效應之區域，而操作頻率波長開始逆向地影響並且支配電路的行爲。當一系列的放大器於一條信號傳輸路徑上串接在一起時’將失真最小化乃是特別重要的，例如在有線電視傳輸網路中一系列的射頻放大器。配置於整個有線電視傳輸系統的乃是射頻放大器，其週期性地放大所傳輸的信號，藉以對抗同軸電纜線的衰減以及被動的有線電視組件所造成的衰減，諸如信號分離器以及等化器。射頻放大器同樣也用來保持所需的載波雜訊比。由於使用於所給定的有線電視傳輸系統中的射頻放大器數目，每一射頻放大器必須提供對所傳輸的信號最小的降級效應。在理想的通信系統中，構成其系統的組件爲線性的係爲較佳。然而，依照實際的實體，則會有許多典型由諸如 :射頻放大器的電子組件所引進的非線性性質。由;^婆關係的射頻放大器所產生的失真爲二階(偶數)以及三階(奇數)的 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 ϋ n n immt «ϋ n 訂------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（> ) 諧波失真。由於在適當的1800相位關係保持於整個頻帶時，便會發生最大的偶階相消，因此藉由利用推挽式放大器的拓樸，習知技術的放大器設計已經嘗試改善偶數階諧波失真的效應。儘管如此通常經由兩推挽式半邊相等的增益 .並藉由匹配主動裝置的操作特性來實現之，然而仍期望能夠產生二階失真來補償發自放大器內部或外部的二階失真之電路。具有二階失真修正能力的放大器將會適用於許多的應用中，諸如雷射或非線性四極。當在所要放大的信號上之交叉調變(X-模)與合成三倍的bcat(CTB)失真放大器的奇數階失真特性係明顯的。這些乃是兩種型式的交互調變(IM)失真。當所要傳輸的其中一個頻道所調變的內容干擾並且成爲鄰近或非鄰近的頻道之部份時，便會發生X-模。由於載波在頻帶上典型等距，因此CTB起因於載波三個頻率之組合發生於每一載波附近。當在所給定的有線電視系統上增加頻道的數目時，兩種所提到的失真之CTB便會變得更是問題。儘管X模失真同樣也會正比於頻道的數目而增加，然而由於所傳輸的頻道總數之間有效用的組合所增加的數目，因而致使CTB的可能性乃是更爲引人注目的。隨著由通信系統所傳輸的頻道數目增加，或者隨著頻道留數更爲靠近在一起，奇數階的失真便會成爲放大器效能的一種限制因數。藉由能夠展成泰勒(Taylor)級數的曲線來說明射頻放大器的非線性特性，如下：产 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公f ) ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

· n I n ϋ· n tmmm 一 0, I n n 1 emmmmm n -·ϋ I % 511328 A7 B7 五、發明說明（$ )

Uout= aiUin + a2Uin2 + a3Uin3 + a4Uin4 + a5Uin5 +··· anUinn 方程式1 ----------裝 i — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中Uin爲輸入電位，而Uout爲輸出電位，且an則爲決定各項振幅的因數。所要注意的是，aWin爲第1階項； a2Uin2爲第2階項；a3Uin3爲第3階項…而anUinn則爲第η 階項。各項的振幅強烈地依賴輸入信號而定，並因而視放大器的位準控制而定。如果我們得到下列的式子：

Uin =Acosc〇it 方程式 2

.P 由於相應於階數的冪次，因此存在有輸入循環頻率叫每項複合組合的可能性。此外，在多重頻率傳輸系統中，諸如有線電視傳輸網路，在網路輸出上新循環頻率的數目會以在輸入端上的頻率之數目⑴而指數地增加。這些二階與三階成份兩者的新循環頻率在此稱爲交互調變(IM)成份，並且不利於有線電視信號的準確獲得。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製使用泰勒級數，便能夠論證所有奇數階項會產生出現在相同於較低數値的奇數階項次之位置的乘積。因此，三階項會在基頻(奇數階數1)上產生乘積，五階項會在三階產生一乘積以及基頻上產生1。如果輸入信號包含諸如基本循環頻，其具有相同振幅A，亦即表示爲： Uin =Acos(0it)+Acos(02t)=O.5A (ej<Dlr+e-jo)1 i+ej®2i+e'-ia)2i) 方程式3 則方程式1的三階項a3Uin3便會產生以下的份：土ω! ; ±ω2 ; ±30^ ; ±3ω2 ; 。由方令胃兩 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 511328 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（★) 個輸入循環頻率，因此在此一狀況下，會有16個新的循環輸出頻率。方程式1的二階項a2Uin2則是會產生以下的新成份：2c〇i ; 2c〇2 ; C〇2-C〇i ; (^-0)2。能夠定義一種”輕微的”非線性傳輸系統，使得：a)在其它較低數値的奇數階項上的奇數階項效應爲可忽略的小 ;以及b)在三階項之後的較高値項爲可忽略的小。所以，輕微非線性系統便可以數學來描述之，致使泰勒級數在三階項(a3Uin3)之後便中止。將輕微的非線性系統特性化，其中輸入循環頻率叫位準增加ldb便會導致三階IM成份增加 3db 〇進一步地將諸如包含寬頻射頻放大器的有線電視系統之通信系統視爲動態的非線性系統，其中IM成份的振幅與相位則是視輸入的頻率而定。修正非線性裝置所產生的失真之基本方法有三種：1) 降低信號功率位準；2)使用順向回饋技術；以及3)使用前置失真或後置失真技術。第一種方法將信號功率的位準降低，致使非線性裝置操作在其線性區中。在射頻放大器的狀況下，對低射頻輸出功率而言，如此則會導致相當高的功率消耗。當然，高功率消耗乃是一種缺點。然而，如果在永久的基礎上需要高輸出位準，則此一方法並非是一種選擇。第二種方法爲順向回饋技術。使用這種方法要從事主要放大電路的輸入信號之取樣，並且將之與輸出信餐比較，藉以判衞其信號之間的差異。此一差異便是失真的成份 7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0 裝訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 511328 A7 B7 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製五、發明說明（t) ，其差異則藉由輔助放大電路來放大之，並且與主要放大電路的輸出組合，致使兩失真成份彼此相互抵消。然而，由輔助放大電路所消耗的功率相當於主要放大電路所消耗的，而且其電路同樣也是複雜而昂貴的。在較高頻的限制下，保持溫度有關的大小與相位條件乃是相當困難的。第三種方法爲前置或後置失真技術。依照補償失真信號是否在非線性裝置之前或之後產生而定，使用各項的前置失真或後置失真。在此一技術中，評估並且產生與放大器電路所產生的失真成份振幅相等而相位相反之失真信號。此乃是用來消去放大器的輸入（對前置失真而言)或者輸出（對後置失真而言）上之失真，藉以改善放大器的操作特性。本發明之槪里本發明乃是一種用於射頻信號選擇性調變之失真控制電路。本發明包含一用來連接諸如多頻有線電視信號的射頻信號源之輸入埠以及一用來連接所結合的諸如混合射頻放大器、雷射或任何一種非線性四極的電氣電路之輸出埠。本發明從多頻射頻信號中產生新的二階與三階成份，而且其成份則是大小相同但相位相反於混合射頻放大器、雷射或非線性四極（此後稱爲”電子裝置”)所產生的非線性成份。由於兩個原來多頻射頻輸入信號以及從本發明所產生的新成份連接至其電子裝置，因此會消去來自本發明以及電子裝置的非線性成份，而且電子裝置的輸出僅會含多頻的射頻信號。失真控制電路包含具一對二極體的非線性 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝訂 --------- # 51卿 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（) 電路’其中有所選擇地從事二極體之偏壓，致使產生二階與三階失真成份，以便附加至輸入信號。本發明的電路特別適用於輕微非線性系統，並且提供相當匹配所要補償的系統動態非線性行爲之能力，以及在至少860MHz的頻率範圍下實現其補償。所以，本發明的其中一個目的乃是提供一種用來降低電子裝置的二階與三階交互調變失真之電路。對熟習技術者而言，在閱讀較佳實施例詳細的說明之後’本系統與方法其它的目的與優點將會是顯而易見的赂說明圖1Α和1Β爲根據本發明用來降低三階失真的電路之槪要圖示D 圖2爲二極體微分順向電阻Rf對二極體順向電流IF 的關係圖。圖3爲二極體微分順向電阻Rf對二極體順向電流IF 的關係圖，其中具有與二極體串聯的不同電阻器。圖4爲本發明一個可替代的實施例。圖5爲用於本發明的偏壓控制1 ° 圖6爲根據本發明用來降低二階與三階失真的電路之槪要圖示。圖7A-7C爲用於圖6的失真電路之偏壓電路槪要圖示 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ·

9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 B7 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製五、發明說明（η ) 守:件符號說明 10系統 15本發明可替代的實施例 20本發明另一個可替代的實施例 30偏壓控制較佳實施例之細節說明將參照附圖來說明本發明的較佳實施例，整個附圖中相似的數字代表著相似的元件。用於補償器的基本架構元件乃是非線性的。根據本發明，非線性元件較佳地爲一種蕭特基(Schottky)二極體對。二極體電流IF以及二極體電壓UF—般有以下方程式的關係·· IF=I〇(eu>uM) 方程式 4 其中：IF爲二極體順向電流1〇爲二極體逆向電流；UF 爲二極體順向電壓；m爲數値介於1和2之間的相關因數 ;而UT則是溫度從屬電壓，其可以寫成： UT=(k · T)/e〇方程式 5 其中：k=波兹曼(Boltzmann)常數(物理常數） T=凱氏絕對溫度；以及 e〇=電氣元件的電荷(物理常數）所以，對某一溫度而言，UT乃是常數，（例如，在 23"^下爲25mV)。指數函數的泰勒級數會產生相當^天的二階與三階項。此表達於方程式6之中，其中最後一項爲三 10 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨裝訂-------- %. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） 5 mm 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（）階項，而次後項則是二階項。 ex=l+x/(l !)+x2/(2!)+x3/(3!) 方程式 6 方程式4可以趨近爲： IF«I〇ekUF 方程式 7 其意謂著二極體的順向電流IF正比於二極體順向電壓 uF的指數函數。由於二極體所發明的電路之一部分，因此讥爲Uin的一部分，而能夠將方程式7寫成： IF«I〇ekUin 方程式 8 假設1^1^爲X且將其代入方程式6，則三階項χ3/3!以及二階項X2/2!便會產生相同的成份(亦即，補償二極體所產生的成份），如方程式1所示的。爲了實現所要補償的對象之成份而補償IM成份的相位反轉，根據本發明的較佳實施例，將非線性元件連接於 T部件的橫向分支，如圖1A所示的。如果將非線性元件安排於等效T部件的縱向分支則IM成份將會同相位於所要補償的，（在相同的操作點上，以兩種狀況來設置二極體) ，而且其補償將會無法達成。根據本發明，用來降低二階與三階IM成份的系統1〇位於輸入端E與輸出端之間。輸入端E包含多頻的操作信號，諸如具有多個有線電視頻道的有線電視信號。輸出端 A連接到所要補償的系統，諸如混合射頻放大器、雷射、或其它任何一種非線性的四極。然而，就簡單性而言，此後將會參照連接到射頻放大器的範例來解釋其系統气如同熟習技術者所週知的，射頻放大器不僅會放大輸出A，同 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝i --- 訂--- A7 B7

五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製樣也可能爲引進所不需要的二階與三階之IM.成份。這些 IM成份則會藉由本發明來補償之。如同所示的系統1〇 ^ 包含多數個電阻器R,、R2、R3、R4 ;多數個電容器Ci、c 、C3、C4、C5、C6，以及非線性兀件的的電路，其中非線性元件則包含兩個蕭特基屏蔽二極體、d2。如同此後戶斤要詳細解釋的，本發明會產生二階與三階，，補償”IM成份， (包含交叉調變成份），其成份會呈現振幅相同而相位相反於所不需要的射頻放大器所產生之I1V1成份。將補償IM $ 份附加於連接兩電阻器R3和R4以及兩二極體Dl和D2的節點上，致使補償的IM成份會附加於多頻操作信號以及輸出端A的輸出之上。第一控制輸入S1用來控制二極體D!、D2的操作點，並且藉以控制補償IM成份的大小。在第一控制輸入Sl上供應直流(DC)，其流經二極體D!和D2，並且決定體Di、 D2的操作點。控制輸入S!上的DC電流之改變或左右二極體特性的不理想性。以兩狀況下IF相同的變化爲條件，在二極體特性較低段中二極體差動順向電阻射頻的改變大於較高段的。

二極體的差動順向電阻射頻對二極體的順向電流If之關係圖顯示於圖2中。所應注意的是，此一曲線乃是闡述 ΙΟΚΗζ下的頻率響應。如同所示的，二極體差動順向電阻射頻視二極體的操作點與以及二極體的順向電流心的變化 •而定。例如，DC在第一控制輸入Si上的電流會鉍二極體Di、02的操作點，從操作點A至操作點B。在操作點A 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------· I I-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- %- 514^2^- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（丨。），〇.5mA的二極體順向電流&之改變會導致155Ω的二極體順向電阻射頻之改變。然而’在操作點B，0·5ιηΑ的二極體順向電流If之改變會導致只有2Ω的二極體順向電阻射頻之改變。差動電流乃是由輸入位準Uin所引起的。由於Uin爲一種射頻信號’因此其會導致交變的二極體電流，如方程式8所示的。補償IM成份的大小乃是視Uin位準函數的二極體順向電阻射頻之改變而定。所以’而在第一控制輸入端S!低的 DC電流會導致較大的補償IM成份，在第一控制輸入端S! 高的DC電流會相應地導致較小的補償IM成份，藉由選擇地控制第一控制輸入端Si的DC電流，補償的大小便可以選擇控制之。如同此後更爲詳細的說明，各別地偏壓每一個二極體Di、D2會致使本發明有所選擇地控制所產生的二階與三階之失真數量。根據本發明，藉由電阻器Ri和R2的引進，提供一種用來調整二極體順向電阻射頻特性之額外方法，其中電阻器1和R2則經由AC的觀點而串聯於DjP D2。信號電流從D2經由R2直接接到地，並且從D!經由心和C6接到地。C6爲阻隔電容器，其複數電阻値對所供應的多頻輸入信號全部之頻率而言乃是可忽略地小。藉由將其特性平坦化，電阻器I和R2會影響二極體差動順向電阻射頻的特性，藉以左右補償IM成份之大小。參照圖3，顯示二極體的差動順向電阻射頻對二極體的順向電流If之關係。能夠淸楚地察知隨著兩電阻器心和R2從10Ω增加至1〇〇Ω ’二 13 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 511328 A7 B7 五、發明說明（U ) 極體差動順向電阻射頻的特性便會從曲線C變至曲線D。在本發明的一個實施例中’需要消去二階成份之產生。此乃是藉由確保二極體Di、所產生的補償IM成份相等來實現之。在此一實施例中，需要電路對稱。因此，電阻器Ri、R2具有相同的數値並且同時扮演著對稱電阻器的角色，其中的電阻則是將可能會不同的二極體D!、D2 等化。對稱電阻器Ri和R2從事兩個二極體D1、D2彼此之退耦並且致使對稱的補償IM成份。在此一方式中，會將兩二極體Di、D2特性中的任何偏差最小化。在需要產生二階補償IM成份的可替代實施例中，二極體、D2上的偏壓乃是不相同的。所以，對每一射頻正半周以及負半周而言，Di所產生的補償成份將會不同於D2 所產生補償成份。在此一方式中，除了提供三階修正之外。本發明同樣也提供二階的修正。由於二極體的複雜的寄生效應，二極體h、D2的差動順向電阻射頻乃是與頻率無關的。隨著二極體電流IF減小，寄生元件的影響便會增加。二極體h、D2的雜散電容( 其並聯於二極體的差動順向電阻射頻)避免在較高頻率限制下的信號能量進入二極體的差動順向電阻射頻。如此便會導致在高頻的補償IM成份之降低。不幸的是，由於在射頻放大器中的IM成份本質上會因所產生的電路之逆耦合而隨著信號的頻率增加，因此特別地需要高位準的補償IM 成份，然而補償的IM成份在高頻下的效應則較低MV。爲了中和寄生效應，設置電容器C!、C2和C3。一般 14 ----------------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 511328 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（p) 的可變電容器C3乃是用來匹配射頻放大器IM成份的頻率分佈，藉以實現最佳的寬頻補償。藉由設置等化元件C3，便能夠一直得到所需的對稱條件，而與其調整無關。電容器C4和C5僅用來阻隔輸入端E以及輸出端A上的直流成份，而且其電容量乃是夠大的，以致於不會影響多頻的操作信號。電容器Q、C2和C3以及1和化2—同提供頻率從屬的電阻値，致使其允許高頻下補償IM成份所需且可控的增加位準。藉由降低複合的串聯電阻値來中和在高頻下二極體特性的平坦行爲。所以，極體特性不僅在高頻下會變陡峭，且如果有所需要，同樣也能夠實現其增加。根據本發明的指導，在CTB以及X模中，則可以期望8db至15db的改善，依照連接至系統10的混合射頻放大器而定。本發明可替代的實施例15顯示於圖1B中。除了以輸入端和輸出端交換了接地的連接之外’此一實施例15相似於圖1A所示的實施例。在此一實施例中，Rn爲第一個 DC控制輸入Si的一部分’ C7爲阻隔電谷器’而扼流圏1 則僅是來自控制輸入Si的DC電流之路徑。此一實施例15 以相同於圖1所示的實施例10的方式操作’並且實現相同於圖1所示的實施例10之結果。本發明另一個可替代的實施例20顯示於圖4中。在此一可替代的實施例20中，C3由變容二極體D3所取代。輸入S2用來連接可變的DC電壓。如此則允許電氣的1 周整，諸如當電路20整合於混合射頻放大器之中時。選擇R5的 15 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 言 r % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 51B28 A7 B7 五、發明說明（π ) 數値爲相當高的數値，致使沒有對之失真系統的射頻傳輸行爲不利的影響(亦即，在插入損失上沒有不利的影響，而且在操作頻率的整個範圍中沒有返回損失）。參照圖5，顯示用於圖1A、1B和4的偏壓控制30。輸入電壓+UB爲具有掘定數値的操作電壓。在此一狀況下，固定的數値爲24伏DC，其乃是相應於混合射頻放大器的操作電壓。如同熟習技術者將會察知的，+UB的數値可以不同於其他的應用。R12爲具有正溫度係數的電阻器，藉以補償溫度效應。隨著R12的插入而能實現射頻混合的溫度補償，（亦即當溫度增加時所增加的補償）。所應注意的是，儘管R12會改善溫度的行爲，然此一電阻器乃是可選擇的。由於Ru爲可變的，因此允許IM成份補償效應的調整。以下的表1提出圖1、4、5和6所示的補償所用之組件數値。熟習技術者應淸楚的認知已經針對特定的應用以及所需的頻率範圍來選擇這些組件數値。這些組件數値僅爲闡述之用，並且由於其數値會依照利用失真電路的系統之操作範圍以及失真電路所連接的放大器而改變之，因此不應該認爲其數値爲本發明必須的部份。其數値不應被看成是一種限制。 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝·丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

A7 B7 五、發明說明（f屮）表1

— 組件數値 Cl 0.5pF G 0.5pF G 〇.5-2pF C4、C5、、C7 InF Ri、R2 300Ω至750Ω(依照應用而定） R3、R4 3.9Ω Rs 10kQ-100kQ Di、D2 蕭特基屏蔽二極體對 Ds 超突變電容二極體從0.5至2.0pF Si偏壓電流 0.8mA 至 2mA Rll 7.5kQ Rl2 2kQ Rl3 20kQ Ri4 7.5kQ chokei lOOOnH (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本發明的較佳實施例包含逆向並聯連接的二極體分支 D1、D2，由於每依分支各自的信號爲反相的，因而致使在每一分支所產生的二階成份彼此相消。然而，故意產生的非對稱卻可能導致出現在電路輸出端A的二階成份。這些成份的大小視控制輸入S1的非對稱角度以及DC電流而定 ;而相位0^18(^則是視來自兩二極體分支Dt、D2的組件比重而定。在此假設D!導致Μ的成份，而D2則導致 180%相反的相位)的成份。參照圖6,顯示同樣也用來修正二階失真的可替代之實施例。在此一實施例中，應認爲偏壓控制B從事跨於二本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 51B28 A7 B7 五、發明說明（π ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製極體D!、D2彼此互不相同的偏壓，使得二極體D!產生與二極體D2不同的補償成份量。在此一實施例中，從偏壓控制B設置三個額外的輸入S2、S3和S4，藉以控制供應至二極體h和D2的DC電流之數量。控制跨於每一個二極體 01和口2的DC電流之數量會致使二極體01和D2呈現出不同的操作點，藉以產生要相加在一起的二階IM補償成份。三個額外的輸入S2、S3和S4爲電流源可以有所選擇地控制以及調整其中的每一個，以便控制供給二極體D!、D2的 DC電流之數量。熟習技術者應該會認知有許多的電路，從簡單到非常複雜，可以用來提供DC電流輸入S2、S3和 S4。選擇控制的輸入S2、S3和S4用來控制供應至二極體 D!、D2的DC電流數量，其在技術領域中乃是不爲人所週知的。配置偏壓控制B致使三階成份的總和保持在實質的常數，並且致使三階成份進一步地僅受控制輸入Si所影響。根據本發明，偏壓控制B僅影響二階成份的產生。因此，本發明實現二階和三階成份最爲獨立的可能之相關調整，並且藉以提供可實現的等化。然而，圖7A-7C顯示數個用來充當控制電路B以便有所選擇地控制DC電流輸出的 DC輸入S2、S3和S4之實施例。圖7A爲針對輸入S3的DC電流輸入控制電路，其包含三個電阻器R21、R23和R24以及一電位表R22。同樣地，圖7B爲針對輸入S2、S3和S4的DC電流輸入控制電路’ 其包含電阻器R31、R33和R34以及一^電位表R32。電^?立§十的調整會控制著來自輸入S2、83和S4的DC電流數量。如圖 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f )" 5 Η 328 Α7 Β7____ 五、發明說明（lb )

7A和7B所示的，電阻器R24能夠以choke2來替代之，而電阻器R34則能夠以choke3來替代之，藉以提供一純DC 的路徑。圖7C顯示輸入S2和S4的電路，其包含兩個電容器 C41和C42、兩個電阻器R41和R43、以及一個電位計R42。在此一電路中，藉由設定電位計R42滑動至接地(離開其中點的設定），便能夠於兩個二極體Di、D2之間實現故意與受制的非對稱。圖7C組件所產生的電阻値從射頻的中點並聯於I和R2。I和R2的功能在此之前已經說明了。依據從電位計R42中點設定之偏差，則會產生不同的二極體差動順向電阻値射頻以及其所附加的不同之二極體特性。所以，產生二階成份並且在輸出端A上輸出之，而相對地一般的二極體非對稱則由於其同相，因此在兩各別二極體的三階成份之總和上不具有實際的影響。如果由二極體Di 、D2所產生的三階成份降低則因相同的數量，故由二極體 D2所產生的三階成份便會增加，致使在兩個二極體Dl、〇2 的連接點上之總和保持於常數。選擇C41、C42之電容量充分地大，致使其僅用來阻隔DC成份。可替代的是，組件R!的數値可以改變，致使其不同於 R2，或者電容器C!可以改變，致使其不同於電容器c2。如此同樣也可以藉由連接額外並聯於電阻R!或電阻R2的複數電阻値或電抗來實現之。最後，額外不同複數電阻或電抗從輸入點C連接到地，或者從輸入點D連接gfi也。任何一種上述之方法或其組合可以用來影響二階補償IM成 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n κι ϋ n IB n 一OJ> n n n I n I I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ — 五、發明說明（Π ) 份之產生。 - 以下的表2提出圖7A-7C中所示的組件之組件數値。熟習技術者應淸楚地認知這些組件數値乃是針對特定的應用以及所需的頻率範圍所選擇的。由於這些組件數値會依照使用失真電路以及失真電路所連接的放大器之系統的操作範圍而改變，因此其數値僅爲闡述之用，並且不應認爲其爲本發明必須的部份。其數値不應視爲一種限制。表2

暴數値 in R21、R23、R31、R33 300Ω R24、R34 lkQ R41、R43 270Ω ~^ R42 500Ω Gl ^ C42 InF chokea' chokes ΙΟΟΟηΗ — J 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製所應注意的是，在此所說明以及圖示中所示的所有電路乃是針對正的電壓供應而言，而同樣也能夠針對負的或對稱的正負供應電壓來配置之。儘管這些電路具有不同的佈局，然而其仍以相同的方式作用並且達到與在此所說明的電路之相同結果。 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims

5115¾ A8 B8 C8 D8 /、、申清專利範圍種用於選擇信號調變的失真控制電路’包含：一信號輸入埠；一非線性電路，連接到該輸入埠，藉以有所選擇地調變在該輸入埠上所接收到的信號；該非線性電路包含：一對二極體，包含串聯連接在一起的第一與第二個二極體；第一與第二個電容器，串聯連接在一起’並且並聯連接至該二極體對； —偏壓控制，具有至少一個輸出’以便有所選擇地控制流經該二極體對的DC電流數量；以及一信號輸出埠，用來從該非線性電路輸出該選擇調變的信號。 2·如申請專利範圍第1項之電路，其中該偏壓控制選擇性地控制流經該第一個二極體的DC電流數量，有別於流經該第二個二極體的DC電流數量。 3·如申請專利範圍第1項之電路，其中該偏壓控制包含三個輸出，第一個輸出連接到該二極體對的第一端，第二個輸出連接於該第一與第二個二極體之間’第三個輸出則連接到該二極體對的第二端。 4.一種用於信號選擇調變的失真控制電路’包含：一信號輸入埠；一非線性電路，連接到該輸入埠，藉以有所選擇地調變在該輸入璋上所接收到的信號；該非線性電路包畜：串聯連接在一起的第一與第二個二極體； 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---III--訂· 一 11 參經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍第一與第二個電容器，串聯連接在一起，並且並聯連接至該第一與第二個二極體； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用來調整各別跨於該每一個二極體的電壓偏壓之機構；以及一信號輸出埠，用來從該非線性電路輸出該選擇調變的信號。 . 5·如申請專利範圍第4項之電路，其中該調整機構包含二個控制fg 5虎輸出，桌一個控制信號輸出連接到該第一k 個二極體之第一端，第二個輸出連接於該第一個二極體的第二端以及該第二個二極體的第一端，而第三個輸出則連接到該第二個二極體之第二端。 6.—種用於信號選擇衰減之方法，其包含：接收一輸入信號；使用包含一對串聯連接在一起並且並聯連接到一對電容器的二極體之電路，有所選擇地衰減該輸入信號藉以產生二階失真，其中該選擇的衰減包含提供跨於每一該二極體上不同數量之DC電流；以及輸出該選擇的衰減信號。經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 7·—種用於信號選擇調變的失真控制電路，包含：一信號輸入璋；一非線性電路，連接到該輸入埠，藉以有所選擇地調變在該輸入埠上所接收到的信號；該非線性電路包含：串聯連接在一起的一對二極體； A 第一與第二個電容器，串聯連接在一起，並且並 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 >c 297公釐） 514-328 * A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製六、申請專利範圍聯連接至該二極體對；第三個電容器，具有連接於該第一個和第二個耦合電容器之間的第一端以及連接到地的第二端；第一個電阻器，其中一端連接到該二極體對的第一端，而第二端連接到第四個電容器，該第四個電容器則進一步地連接到地；以及第二個電阻器，其中一端連接到該二極體對的第二端，而第二端則連接到地，以及一信號輸出埠，用來從該非線性電路輸出該選擇調變的信號。 8. 如申請專利範圍第7項之電路，進一步地包含該第一個電阻器以及該第四個電容器之間的第一個控制信號輸入埠。 9. 如申請專利範圍第7項之電路，其中該第三個電容器爲一種可變電容器。 10. 如申請專利範圍第7項之電路，進一步地包含第三個電阻器，其連接於該二極體以及第五個電容器之間；該第五個電容器則進一步地連接到該輸出璋。 11. 如申請專利範圍第10項之電路，進一步包含第四個電阻器，其連接於該二極體以及第五個電容器之間，該第五個電容器則進一步地連接到該輸入埠。 12. 如申請專利範圍第7項之失真控制電路，進一步地包含一個低電阻値的DC偏壓電路。卜 13. 如申請專利範圍第12項之失真控制電路，進一步 3 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝 B n n I 会σ •s*. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 51B28 - ’ A8 ' D8 六、申請專利範圍地包含一個與該偏壓電路相連接的溫度補償電路，相應於周圍溫度的改變，用以有所選擇地調整該DC偏壓。 14. 如申請專利範圍第13項之失真控制電路，其中該偏壓電路包含至少一個具有正溫度係數的電阻器。 15. 如申請專利範圍第7項之失真控制電路，其中該非線性電路基於信號的大小來提供選擇的信號衰減；其中針對較大的信號大小提供較多的衰減量，而對較小的信號則提供較少的衰減量。 16. 如申請專利範圍第7項之失真控制電路，其中第三個電容器爲一種變容二極體。 17. 如申請專利範圍第16項之失真控制電路，進一步地包含在該第一個和第二個相連接的電容器以及該第三個電容器之間的第二個控制信號輸入埠。 18. 如申請專利範圍第17項之失真控制電路，其中該第二個控制信號輸入璋進一步地包含第五個電阻器。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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