TWI798914B - 具有輸出功率補償機制的傳送電路及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種具有輸出功率補償機制的傳送電路，包含：基頻與處理電路、升頻電路、射頻放大電路、溫度值監測電路以及校正電路。基頻與處理電路配置以接收數位輸入訊號進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生類比輸出訊號。升頻電路配置以對類比輸出訊號進行升頻以產生射頻訊號。射頻放大電路配置以對射頻訊號進行放大以產生輸出射頻訊號至天線。溫度值監測電路配置以監測並產生射頻放大電路之即時溫度值。校正電路配置以在即時溫度值高於參考溫度值時調升至少部分增益參數，並在即時溫度值低於參考溫度值時調降至少部分增益參數。

Description

具有輸出功率補償機制的傳送電路及其操作方法
本發明是關於通訊技術，尤其是關於一種具有輸出功率補償機制的傳送電路及其操作方法。
在通訊系統中，配置有用以傳送訊號的傳送電路以及用以接收訊號的接收電路。其中，傳送電路的運作是由基頻與處理電路對數位訊號進行處理，並轉換為類比訊號後，再升頻為射頻訊號並對射頻訊號放大，並經由天線發射。
然而，在傳送電路中，對射頻訊號放大的放大電路往往會因為瞬時的溫度差異造成功率變化。這樣的方式，往往會使傳送出去的訊號功率不足或過大，影響接收此訊號的遠端電子裝置的接收結果。
鑑於先前技術的問題，本發明之一目的在於提供一種具有輸出功率補償機制的傳送電路及其操作方法，以改善先前技術。
本發明包含一種具有輸出功率補償機制的傳送電路，包含：基頻與處理電路、升頻電路、射頻放大電路、溫度值監測電路以及校正電路。基頻與處理電路配置以接收數位輸入訊號進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生類比輸出訊號。升頻電路配置以對類比輸出訊號進行升頻以產生射頻訊號。射頻放大電路配置以對射頻訊號進行放大以產生輸出射頻訊號至天線。溫度值監測電路配置以監測並產生射頻放大電路之即時溫度值。校正電路配置以在即時溫度值使射頻放大電路之功率下降時調升至少部分增益參數，並在即時溫度值使射頻放大電路之功率上升時調降至少部分增益參數。
本發明另包含一種具有輸出功率補償機制的傳送電路操作方法，包含：使基頻與處理電路接收數位輸入訊號進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生類比輸出訊號；使升頻電路對類比輸出訊號進行升頻以產生射頻訊號；使射頻放大電路對射頻訊號進行放大以產生輸出射頻訊號至天線；使溫度值監測電路監測並產生射頻放大電路之即時溫度值；以及使校正電路在該即時溫度值使射頻放大電路之功率下降時調升至少部分增益參數，並在即時溫度值使射頻放大電路之功率上升時調降至少部分增益參數。
有關本案的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。
本發明之一目的在於提供具有輸出功率補償機制的傳送電路及其操作方法，藉由對射頻放大電路的溫度進行監測，據以對前端的基頻與處理電路的增益參數進行調整，進而對射頻放大電路隨溫度改變的功率補償。
圖1顯示本發明之一實施例中，一種具有輸出功率補償機制的傳送電路100的電路圖。傳送電路100包含：基頻與處理電路110、升頻電路120、射頻放大電路130、溫度值監測電路140以及校正電路150。
基頻與處理電路110配置以接收數位輸入訊號DIS進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生類比輸出訊號AOS。
於一實施例中，基頻與處理電路110包含：基頻訊號處理電路160、數位振幅調整電路170、數位至類比轉換電路180（在圖1中標示為DAC）以及類比放大電路190。
基頻訊號處理電路160以及數位振幅調整電路170為基頻與處理電路110所包含的基頻電路110A的一部分。其中，基頻訊號處理電路160配置以對數位輸入訊號DIS進行訊號處理，產生數位處理訊號DPS。數位振幅調整電路170配置以對數位處理訊號依據增益參數所包含的數位增益參數DAP進行放大，產生數位放大訊號DAS。
數位至類比轉換電路180以及類比放大電路190為基頻與處理電路110所包含的處理電路110B的一部分。其中，數位至類比轉換電路180配置以對數位放大訊號DAS進行數位至類比轉換，產生類比訊號AAS。類比放大電路190配置以對類比訊號AAS依據增益參數所包含的類比增益參數AAP進行放大以產生類比輸出訊號AOS。
升頻電路120配置以根據載波（未繪示於圖中）對類比輸出訊號AOS進行升頻以產生射頻訊號RFS。
射頻放大電路130配置以對射頻訊號RFS進行放大以產生輸出射頻訊號ORS至天線195，以透過天線195傳送至遠端的電子裝置。
溫度值監測電路140配置以監測並產生射頻放大電路130之即時溫度值TV。於不同實施例中，溫度值監測電路140可設置於射頻放大電路130外並鄰近射頻放大電路130，或是設置於射頻放大電路130內部以進行監測。
校正電路150配置以在即時溫度值TV使射頻放大電路130之功率下降時調升至少部分基頻與處理電路110的增益參數，並在即時溫度值使射頻放大電路130之功率上升時調降至少部分增益參數。
於一實施例中，校正電路150包含數位增益補償電路155A以及類比增益補償電路155B。數位增益補償電路155A以及類比增益補償電路155B分別配置以根據即時溫度值TV與預儲的參考溫度值TR間的關係決定調整的方式。
於一實施例中，校正電路150為硬體電路，參考溫度值TR是儲存於此硬體電路之電子熔絲記憶體（e-fuse）或對應的驅動程式中（未繪示於圖中），以供校正電路150存取並進行判斷。於一實施例中，參考溫度值TR為預先選定的溫度值，其實際的數值可依實際需求選定（例如，但不限於射頻放大電路130在室溫下維持不至於過長或過短的運作時間長度時的溫度）。本發明並不限於任何固定的數值。
更詳細地說，數位增益補償電路155A配置以在即時溫度值TV大於參考溫度值TR時，調升數位增益參數DAP。於一實施例中，數位增益補償電路155A更配置以擷取數位增益補償表DGT，並根據即時溫度值TV與參考溫度值TR間之溫度差值進行查表決定數位增益參數DAP的大小。
另一方面，類比增益補償電路155B配置以在即時溫度值TV小於參考溫度值TR時，調降類比增益參數AAP。於一實施例中，類比增益補償電路155B更配置以擷取類比增益補償表AGT，並根據即時溫度值TV與參考溫度值TR間之溫度差值進行查表決定類比增益參數AAP的大小。
於一實施例中，數位增益補償表DGT以及類比增益補償表AGT可預儲於傳送電路100更包含的儲存電路（未繪示於圖中）中。並且，數位增益補償表DGT以及類比增益補償表AGT可由對射頻放大電路130進行溫度與功率之間的關係的訓練程序得到。
以下將針對傳送電路100在不同的使用情境下的運作方式，進行更詳細的說明。
請同時參照圖2A以及圖2B。圖2A及圖2B分別顯示本發明一實施例中，傳送電路100在不同的使用情境下進行訊號傳送的功率波形圖。其中，橫軸表示時間，縱軸表示功率大小。
在圖2A以及圖2B中，分別以時間區間T1~T4表示傳送電路100的不同狀態。其中，傳送電路100在時間區間T1及T3中進行訊號傳送（亦即接收數位輸入訊號DIS並產生類比輸出訊號AOS）並以文字TX標示，而在時間區間T2及T4中停止進行訊號傳送。
於一實施例中，傳送電路100可與所設置的通訊系統更包含的接收電路（未繪示於圖中）共用天線195，因此在圖2A中示例性的在時間區間T2及T4繪出接收電路的功率，並以文字RX標示。然而本發明並不限於此。
如圖2A所示，傳送電路100在此使用情境下的時間區間T2中，經過長時間並未運作，而在時間區間T3時才開始運作，並且在時間區間T3中，進行較長時間的訊號傳輸。射頻放大電路130將因從長時間未運作，到持續運作而造成溫度一直上升，使得即時溫度值TV大於參考溫度值TR。在沒有適當的補償機制下，溫度的上升使射頻放大電路130輸出的訊號功率下降，而無法達到穩定的訊號輸出，使功率的波形成為如圖2A中所示的點狀虛線線段。
在長時間訊號傳輸時，射頻放大電路130的溫度上升變化並不劇烈。因此，校正電路150可由數位增益補償電路155A對持續運作的射頻放大電路130進行較微幅的調整。數位增益補償電路155A將由於即時溫度值TV大於參考溫度值TR而調升數位增益參數DAP。並且，數位增益補償電路155A可擷取數位增益補償表DGT，並根據即時溫度值TV與參考溫度值TR間之溫度差值進行查表決定數位增益參數DAP的大小。
因此，在經過補償機制的運作後，將可達到穩定的訊號輸出，使功率的波形成為如圖2A中所示的實線線段。
如圖2B所示，傳送電路100在此使用情境下的時間區間T2中，經過長時間並未運作，而在時間區間T3時才開始運作。射頻放大電路130將因未運作而造成溫度下降，使得即時溫度值TV小於參考溫度值TR。在沒有適當的補償機制下，溫度的下降使射頻放大電路130輸出的訊號功率上升，而無法達到穩定的訊號輸出，使功率的波形成為如圖2A中所示的點狀虛線線段。
射頻放大電路130在長時間未運作與穩定運作之間具有較大幅度的溫度變化。因此，校正電路150可由類比增益補償電路155B對初始恢復運作、溫度仍較低的射頻放大電路130進行較大幅度的調整（例如，但不限於相對數位增益補償電路155A的調整量的五倍）。此時，類比增益補償電路155B將由於即時溫度值TV小於參考溫度值TR而調降類比增益參數AAP。並且，類比增益補償電路155B可擷取類比增益補償表AGT，並根據即時溫度值TV與參考溫度值TR間之溫度差值進行查表決定類比增益參數AAP的大小。
因此，在經過補償機制的運作後，將可達到穩定的訊號輸出，使功率的波形成為如圖2B中所示的實線線段。
於一實施例中，由於射頻放大電路130所傳遞的訊號中，一個封包的長度為例如，但不限於200微秒，而溫度值監測電路140對於即時溫度值TV的監測僅需數奈秒，因此可以快速地反饋至校正電路150，即時的針對溫度的瞬時變化調整。
須注意的是，上述的實施方式是以射頻放大電路130自身運作時間長短造成的溫度變化為範例進行說明。於其他實施例中，校正電路150亦可藉由溫度值監測電路140的監測，因應傳送電路100所位於的環境的溫度變化進行功率的補償。
並且，上述依溫度狀況的不同，以數位增益補償電路155A或類比增益補償電路155B其中之一進行增益調整的方式僅為一範例。於其他實施例中，校正電路150亦可能選擇性地同時藉由數位增益補償電路155A以及類比增益補償電路155B進行增益調整。本發明並不限於此。
因此，本發明具有輸出功率補償機制的傳送電路可藉由對射頻放大電路的溫度進行監測，據以對前端的基頻與處理電路的增益參數進行調整，進而對射頻放大電路隨溫度改變的功率補償。
請參照圖3。圖3顯示本發明一實施例中，一種具有輸出功率補償機制的傳送電路操作方法300的流程圖。
於步驟S310，使基頻與處理電路110接收數位輸入訊號DIS進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生類比輸出訊號AOS。
於步驟S320，使升頻電路120對類比輸出訊號AOS進行升頻以產生射頻訊號RFS。
於步驟S330，使射頻放大電路130對射頻訊號RFS進行放大以產生輸出射頻訊號ORS至天線195。
於步驟S340，使溫度值監測電路140監測並產生射頻放大電路130之即時溫度值TV。
於步驟S350，使校正電路150在即時溫度值TV使射頻放大電路130之功率下降時調升至少部分增益參數，並在即時溫度值TV使射頻放大電路130之功率上升時調降至少部分增益參數。其中，增益參數可為基頻與處理電路110中對應於數位振幅調整電路170的數位增益參數DAP以及對應於類比放大電路190的類比增益參數AAP。
需注意的是，上述的實施方式僅為一範例。於其他實施例中，本領域的通常知識者當可在不違背本發明的精神下進行更動。
綜合上述，本發明中具有輸出功率補償機制的傳送電路及其操作方法可藉由對射頻放大電路的溫度進行監測，據以對前端的基頻與處理電路的增益參數進行調整，進而對射頻放大電路隨溫度改變的功率補償。
雖然本案之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本案，本技術領域具有通常知識者可依據本案之明示或隱含之內容對本案之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本案所尋求之專利保護範疇，換言之，本案之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
100:傳送電路 110:基頻與處理電路 110A:基頻電路 110B:處理電路 120:升頻電路 130:射頻放大電路 140:溫度值監測電路 150:校正電路 155A:數位增益補償電路 155B:類比增益補償電路 160:基頻訊號處理電路 170:數位振幅調整電路 180:數位至類比轉換電路 190:類比放大電路 195:天線 300:傳送電路操作方法 S310~S350:步驟 AAP:類比增益參數 AAS:類比訊號 AGT:類比增益補償表 AOS:類比輸出訊號 DAP:數位增益參數 DAS:數位放大訊號 DGT:數位增益補償表 DIS:數位輸入訊號 DPS:數位處理訊號 ORS:輸出射頻訊號 RFS:射頻訊號 T1~T4:時間區間 TR:參考溫度值 TV:即時溫度值
［圖1］顯示本發明之一實施例中，一種具有輸出功率補償機制的傳送電路方塊圖； ［圖2A］及［圖2B］分別顯示本發明一實施例中，傳送電路在不同的使用情境下進行訊號傳送的功率波形圖；以及 ［圖3］顯示本發明又一實施例中，一種具有輸出功率補償機制的傳送電路操作方法的流程圖。
100:傳送電路
110:基頻與處理電路
110A:基頻電路
110B:處理電路
120:升頻電路
130:射頻放大電路
140:溫度值監測電路
150:校正電路
155A:數位增益補償電路
155B:類比增益補償電路
160:基頻訊號處理電路
170:數位振幅調整電路
180:數位至類比轉換電路
190:類比放大電路
195:天線
AAP:類比增益參數
AAS:類比訊號
AGT:類比增益補償表
AOS:類比輸出訊號
DAP:數位增益參數
DAS:數位放大訊號
DGT:數位增益補償表
DIS:數位輸入訊號
DPS:數位處理訊號
ORS:輸出射頻訊號
RFS:射頻訊號
TR:參考溫度值
TV:即時溫度值

Claims (10)

  1. 一種具有輸出功率補償機制的傳送電路，包含： 一基頻與處理電路，配置以接收一數位輸入訊號進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生一類比輸出訊號； 一升頻電路，配置以對該類比輸出訊號進行升頻以產生一射頻訊號； 一射頻放大電路，配置以對該射頻訊號進行放大以產生一輸出射頻訊號至一天線； 一溫度值監測電路，配置以監測並產生該射頻放大電路之一即時溫度值；以及 一校正電路，配置以在該即時溫度值使該射頻放大電路之一功率下降時調升至少部分該增益參數，並在該即時溫度值使該射頻放大電路之該功率上升時調降至少部分該增益參數。
  2. 如請求項1所述之傳送電路，其中該增益參數包含一數位增益參數以及一類比增益參數，該基頻與處理電路包含： 一基頻訊號處理電路，配置以對該數位輸入訊號進行訊號處理，產生一數位處理訊號； 一數位振幅調整電路，配置以對該數位處理訊號依據該數位增益參數進行放大，產生一數位放大訊號； 一數位至類比轉換電路，配置以對該數位放大訊號進行數位至類比轉換，產生一類比訊號；以及 一類比放大電路，配置以對該類比訊號依據該類比增益參數進行放大以產生一類比輸出訊號。
  3. 如請求項2所述之傳送電路，其中該校正電路包含： 一數位增益補償電路，配置以在該即時溫度值大於預儲的一參考溫度值時，調升該數位增益參數；以及 一類比增益補償電路，配置以在該即時溫度值小於該參考溫度值時，調降該類比增益參數。
  4. 如請求項3所述之傳送電路，其中該校正電路為一硬體電路，且該參考溫度值儲存於該硬體電路之一電子熔絲記憶體（e-fuse）或對應的一驅動程式中。
  5. 如請求項3所述之傳送電路，其中該數位增益補償電路更配置以擷取一數位增益補償表，並根據該即時溫度值與該參考溫度值間之一溫度差值進行查表決定該數位增益參數的大小； 該類比增益補償電路更配置以擷取一類比增益補償表，並根據該溫度差值進行查表決定該類比增益參數的大小。
  6. 一種具有輸出功率補償機制的傳送電路操作方法，包含： 使一基頻與處理電路接收一數位輸入訊號進行處理，並進行轉換以及根據至少一增益參數進行放大，以產生一類比輸出訊號； 使一升頻電路對該類比輸出訊號進行升頻以產生一射頻訊號； 使一射頻放大電路對該射頻訊號進行放大以產生一輸出射頻訊號至一天線； 使一溫度值監測電路監測並產生該射頻放大電路之一即時溫度值；以及 使一校正電路在該即時溫度值使該射頻放大電路之一功率下降時調升至少部分該增益參數，並在該即時溫度值使該射頻放大電路之該功率上升時調降至少部分該增益參數。
  7. 如請求項6所述之傳送電路操作方法，其中該增益參數包含一數位增益參數以及一類比增益參數，該傳送電路操作方法更包含： 使該基頻與處理電路包含之一基頻訊號處理電路以對該數位輸入訊號進行訊號處理，產生一數位處理訊號； 使該基頻與處理電路包含之一數位振幅調整電路對該數位處理訊號依據該數位增益參數進行放大，產生一數位放大訊號； 使該基頻與處理電路包含之一數位至類比轉換電路對該數位放大訊號進行數位至類比轉換，產生一類比訊號；以及 一使該基頻與處理電路包含之一類比放大電路對該類比訊號依據該類比增益參數進行放大以產生一類比輸出訊號。
  8. 如請求項7所述之傳送電路操作方法，更包含： 使該校正電路更包含之一數位增益補償電路在該即時溫度值大於預儲的一參考溫度值時，調升該數位增益參數；以及 使該校正電路更包含之一類比增益補償電路在該即時溫度值小於該參考溫度值時，調降該類比增益參數。
  9. 如請求項8所述之傳送電路操作方法，其中該校正電路為一硬體電路，且該參考溫度值儲存於該硬體電路之一電子熔絲記憶體或對應的一驅動程式中。
  10. 如請求項8所述之傳送電路操作方法，更包含： 使該數位增益補償電路更擷取一數位增益補償表，並根據該即時溫度值與該參考溫度值間之一溫度差值進行查表決 定該數位增益參數的大小；以及 使該類比增益補償電路更配置以擷取一類比增益補償表，並根據該溫度差值進行查表決定該類比增益參數的大小。
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