CN1144422A

CN1144422A - 输出受控功率放大器、无线通信终端和无线通信基站

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Publication number: CN1144422A
Application number: CN96108010A
Authority: CN
Inventors: 名古屋喜则; 酒井隆史; 石田雄尔; 武井健
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1996-03-30
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: KR960036382A; JP3223750B2; KR100247079B1; GB2299470A; HK1004451A1; HK1004503A1; US5854971A; CN1111954C; GB9606481D0; HK1009214A1; SG54263A1; JPH08274560A; GB2299470B

Abstract

闭环输出控制功率放大器中输入信号输到主通路，由可变衰耗器和功率放大器作功率衰减和放大，功率分配器在主通路与反馈通路间分配放大的输入信号，分给主通路的信号输往外部，在分给反馈通路的信号基础上控制输入信号。反馈通路包括保持电路，提取分给反馈通路的信号，功率达预定值时保持提取信号功率值。衰减主通路输入信号功率的控制信号由保持电路产生，并经反馈通路加到衰耗器以控制输入信号功率。闭环转移函数有高斯特性。

Description

输出受控功率放大器、无线通信终端和无线通信基站

本发明涉及一种其输出保持恒定的输出受控功率放大器，和更具体地讲涉及应用在输出信号是以脉冲串信号形式提供的通信设备的输出受控功率放大器，在其中利用这样一种输出受控功率放大器的无线通信终端和在其中利用这样一种输出受控的功率放大器的无线通信基站。

近年来，随着由便携电话机或手持电话机所代表的个人无线系统的发展，利用相同无线系统的一个频段发送大量信息的技术已被积极地发展起来了。根据时分多址(TDMA)这样一种技术的无线通信系统作为各数字无线系统之一正在被投入实际应用。在TDMA无线通信系统中，时分复用在以相同频率增加信息传输的效率中被使用。

在TDMA无线通信系统中，与一个用户或由一个用户拥有的终端通信的基站提供了一种不具有时间连续性的脉冲串信号输出。为了抑制与其他用户的电波干扰或为了保持话音或通信质量，希望每个无线设备或站在一个脉冲串中提供恒定的输出。在这种情况下，要求在一个脉冲串周期中从无线设备不提供输出的状态(也称为暂停周期)向无线设备提供恒定输出的状态的变换。如果在短时间内两种状态之间的变换不起作用，因为用于通信的不可用时域的增加而降低信息传输的效率。因此，为了改善数字无线通信系统的信息传输特性，从无信号输出的状态到提供具有恒定输出的脉冲串信号的状态的高速状态变换，或者缩短无线设备的输出级中功率放大器不提供信号的状态到功率放大器提供具有恒定幅度的信号状态的上升时间是非常重要的。

在用于数字无线通信系统中的无线设备输出级中的常规功率放大器具有一种电路结构，其中功率放大器包括在其前级的一个可变衰减器和在其后级的一个功率分配器，从功率分配器分支或分路的一个输出与一个参考电压相比较，以致于按照比较的结果增加或减少可变衰减器的衰减量。

这种常规功率放大器的结构可以认为是一种简单的闭环电路，该电路具有包括可变衰减器的一个输入端和各输出端的各分路点，控制输入信号被输入到可变衰减器，和功率分配器的一个输入端与两个输出端。例如参见SP-A-3-154430。这种闭环电路对于在环路中转换信号的波形不是最佳的。因此，存在的第一个问题是在反馈环建立的情况下，不需要遵循环路接通时间变为最短5～10μs数量级。

一般地，通过具有上述结构的功率放大器输出的电信号已经受了调制，因此该信号的幅度具有局部的变化。从而，即使在反馈环中转移的信号的幅度值一旦会聚，抑制由于调制在闭环中转移的信号的幅度变化作用可能不断地持续。即，抑制由调制产生的信号幅度的这种变化的反馈作用是在环路中新产生的，引起新的幅度变化。这提供了第二个问题，由新产生的反馈作用引起的新的变化分量作为已调信号的噪声被叠加在功率放大器的输出波形上，因此降低了从无线设备输出的信号的质量。

另外，在常规的无线通信终端和常规无线基站中，其性能受到功率放大器操作速度和在环路中噪声的限制。即，存在第三个问题是功率放大器成为无线通信终端或基站的性能的瓶颈问题。

本发明的一个目的是提供一种输出受控的功率放大器，其中，从非信号状态到具有恒定脉冲串输出值的信号状态的变换在诸如处理脉冲串信号和无线通信系统中可以以高速进行。

本发明的另一个目的是根据一种具有单个闭环电路的输出受控的功率放大器，其中由幅度变化引起的噪声可以被这样一种方法抑制，即在闭环中转移信号的幅度值已会聚以后，在环路中信号的已调制幅度被连续不断地保持。

本发明的又一目的是提供一种无线通信终端，其中通过利用本发明的输出受控功率放大器实现高速信息传输的改善的信噪比。

本发明的再一个目的是提供一种无线通信基站，其中通过利用本发明的输出受控功率放大器实现高速信息传输的改善的信噪比。

在按照为实现上述目的本发明的一个方面的输出受控功率放大器中，从主通路分支的分配给反馈通路的信号被提取和当功率(或幅度)达到一个预定值时通过保持该提取信号的功率值(或幅度)产生的信号被作为控制信号输出到反馈通路，进行功率控制或衰减输入到主通路的输入信号。

按照本发明的第一个方面的输出受控功率放大器包括一个保持电路，用于提取从主通路分路的分配到反馈通路的信号，当功率达到预定值时保持提取信号的功率值，和给反馈通路输出衰减输入到主通路的输入信号功率的控制信号，和一个连接到保持电路的脉冲串监视电路，用于根据从外部输入的脉冲串定时信号进行保持电路的复位和保持控制，到主通路的输入信号的功率被控制为一个期望值或根据从保持电路输出到反馈通路的控制信号进行衰减。

按照本发明的另外一个方面的输出受控功率放大器包括以一个输入信号输入的可变衰减器，用于衰减该输入信号的功率，从而输出被衰减的信号，一个连接到可变衰减器的功率放大器，用于放大该可变衰减器的输出信号，输出该被放大的信号，一个连接到功率放大器的功率分配器，用于分配功率放大器的输出信号为多个输出，提供给多个输出端，一个连接到功率分配器的包络检测器，用于包络检测由功率分配器提供的输出信号，输出包络检测的信号，连接到包络检测器上的一个温度补偿电路，用于保持包络检测器的变换增益的温度变化恒定，一个连接到温度补偿电路的滤波器，用于波形整形温度补偿电路的输出信号，输出波形整形的信号，一个连接到温度补偿电路的参考电压发生电路，用于产生参考电压和施加参考电压到温度补偿电路，一个连接到滤波器的保持电路，用于提取或保持滤波器的输出信号，和一个连接到保持电路的脉冲串监视电路，用于根据从外部输入的脉冲串定时信号控制该保持电路，该保持电路被连接到可变衰减器，以致于可变衰减器根据保持电路的输出信号衰减输入信号的功率。

在按照本发明的输出受控功率放大器的一个实施例中，一个脉冲串信号作为输入信号被输入和保持电路在脉冲串信号被输出到外部以后的暂停周期中使其输出达到一个电压电平。

在按照本发明的输出受控功率放大器的另一个实施例中，保持电路根据预定的时间进行放大器的输出的提取。

按照本发明的输出受控功率放大器的再一个实施例中，输出受控功率放大器的闭环转移函数是一个近似高斯特性函数。

按照本发明的输出受控功率放大器的还有一个实施例中，输出受控功率放大器的闭环转移函数的极点具有近似高斯特性。

按照本发明的再一个方面，提供一种包括本发明的输出受控功率放大器的无线通信终端。

按照本发明的另外一个方面，提供一种包括本发明的输出受控功率放大器的无线通信基站。

在操作中，本发明的输出受控功率放大器的输出功率在一个固定时间内被集中在由参考电压发生电路确定的恒定值上。在输出受控功率放大器的输出已会聚到预定恒定值以后，保持电路的输出被强迫维持在一个恒定值，因此可变衰减器的衰减也维持恒定。即，该闭环被等效地断开。因此，即使在功率放大器中通过可变衰减器转移的信号包含由于调制引起的幅度变化，没有抑制这种变化的反馈作用产生。因此，解决了在现有技术中用由于抑制由调制引起的变化的反馈作用产生的新的变化分量叠加的问题。结果，该输出受控功率放大器的信噪比被改善了。

利用本发明的输入受控功率放大器的结构，通过进行电路设计利用反馈的信号波的幅度会聚可以以高速度实现，以致于在反馈环的建立时间在闭环中转移信号的波形呈现高斯波形或正态分布波形。对于在闭合环路中转移的信号波形的高斯波形或正态分布波形的实现可以通过提供闭环增益或具有高斯函数或正态分布函数的反馈环路的闭环转移函数进行的。一般高斯函数是通过具有无穷大实数的转移函数的线性耦合实现的。因此，精确地实现采取高斯函数的闭环转移函数的电路是非常困难的。然而，正态分布函数随着该函数的自变量的绝对值的增加呈现非常快的衰减。从而，通过与自变量相关的正态分布函数的低序泰勒(Taylor)表示可以得到具有非常高精度的近似。

因此，利用反馈信号波的幅度的高速会聚可以以这样一种方式实现，即在反馈环路建立的时间上利用正态分布函数的近似函数提供输出受控功率放大器的闭环转移函数。

如果闭环转移函数的极点是与高斯函数或正态分布函数的一样，则可以保持幅度会聚的高速能力。因此，通过反馈的信号波的幅度的高速会聚也可以利用提供具有正态分布函数的近似函数的极点的闭合转移函数的极点来实现，该正态分布函数是由进行正态分布函数的二阶或三阶泰勒表示得到的。

本发明的其他目的、特点和优点当结合附图阅读下面的实施例将变得显而易见。

图1表示按照本发明的输入受控功率放大器的一个实施例的结构的方框图；

图2表示按照本发明的输出受控功率放大器的另一个实施例的结构的方框图；

图3表示按照本发明的输出受控功率放大器的再一个实施例的结构的方框图；

图4A到4C是表示在TDMA无线通信系统中的脉冲串信号的发送比特的发送定时图，表示在图1、2或3中的实施例的输出受控功率放大器被应用到该系统中。

图5是表示按照本发明的输出受控的功率放大器的再一个实施例的结构的方框图；

图6A到6F是说明表示在图5的实施例的输出受控功率放大器的脉冲串监视电路和保持电路的操作的定时图；

图7是表示按照本发明的输出受控功率放大器的另一个实施例的结构的方框图；

图8是表示按照本发明的输出受控的功率放大器的再一个实施例的结构的方框图；

图9是表示使用本发明的输出受控功率放大器的TDMA无线通信系统的一个实施例的结构的方框图；和

图10是表示使用本发明的输出受控功率放大器的TDMA无线通信系统的另一个实施例的结构的方框图。

本发明的一个实施例将利用图1到3和图4A到4C予以说明。图1是按照本发明的输出受控功率放大器的一个实施例的结构的方框图。在主通路上提供可变衰减器1、功率放大器2和功率分配器3。可变衰减器1按照控制信号衰减输入信号到一个所希望的功率。功率放大器2进行功率放大。功率分配器3接收来自其一个输入端输入的功率和将其在主通路和从主通路分出的反馈通路之间进行分配或分路，以致于划分的功率被输出到两个输出端。在反馈通路上的包络检测器4提取输入给它的信号幅度分量。二极管7与包络检测器4具有相同的相对于温度的DC电压漂移特性。参考电压发生电路5包括连接到二极管7的直流电压源和产生由温度补偿电路6进行差分检测的参考电压。通常，进行温度的补偿在例如-20℃和75℃之间的温度范围内抑制电平误差在±5dB内。温度补偿电路6进行两个输入信号的差分检测，抵消包络检测器4相对于温度的直流电压漂移特性，因此在温度变化情况下保持输出受控功率放大器的输出恒定。第一和第二滤波器8和11的每一个滤波器对信号频段进行限制。脉冲串监视电路9从脉冲串定时信号产生用于保持电路10的控制信号。脉冲串定时信号是使如图4B所示的产生的输入脉冲串信号与输出受控功率放大器的操作定时相符合的信号。这个脉冲串定时信号是与输入脉冲串信号相同步产生的。保持电路10按照来自脉冲串监视电路9的控制信号进行提取或保持反馈通路的反馈信号或复位。

在上述结构中，主通路包括级联连接的可变衰减器1、功率放大器2和功率分配器3。包络检测器4和温度补偿电路6被连接到主通路，上述二者又被连接到功率放大器3的另一个输出的反馈通路。温度补偿电路6具有连接到包括一个二极管的包络检测器4的第一输入端。温度补偿电路6的第二输入端连接到参考电压发生电路5的输出端，电路5连接着具有与包络检测器4相同的相对于温度的直流电压漂移特性。温度补偿电路6的输出通过第一滤波器8连接到受脉冲串监视电路9输出的控制信号控制的保持电路10的输入端。保持电路10的输出输入到第二滤波器11。第二滤波器11到反馈通路的输出提供了一个反馈通路信号或对可变衰减器1的控制信号，从而建立了一个闭环或反馈通路。

图2是表示按照本发明的输出受控功率放大器的另一个实施例的结构的方框图。在该实施例中，由保持电路10产生可变衰减器1的控制信号而略去了表示在图1中的滤波器11。

图3是表示按照本发明的输出受控功率放大器的另一个实施例的结构的方框图。在该实施例中，温度补偿电路6的输出被输入到保持电路10而略去了表示在图1的第一滤波器8。

图4A到4C是用于说明输入到本发明的输出受控功率放大器的信号的图。图4A表示在TDMA通信中的输入脉冲串发送信号序列的例子。图4B表示在时间轴被放大了的形式的一个输入脉冲串发送信号。图4C表示在输入脉冲串发送的信号中的发送信息的类型。

按照本发明的输出受控功率放大器的操作的例子将利用图4A到4C予以说明。通过举例的方式，结合脉冲串发送信号序列如图4A所示的被输入的情况下进行说明。在图4A的暂停周期或当脉冲串信号不发送时，脉冲串监视电路9使保持电路10转为保持状态，该保持电路10的输出被保持为设置在预定的恒定值。在此时，可变衰减器1的衰减量被保持在一个恒定值。

利用脉冲串信号的发送开始或根据可能是一个输入信号本身的脉冲串定时信号或者可能是由一个控制器或能够监视该输入的类似物(未示出)的定时，脉冲串监视电路9发送一个控制信号到保持电路10，以便保持电路10被转入信号提取状态。从这个时间点，包括主通路和反馈通路的闭环被建立。在脉冲串信号的上升和下降时间，脉冲串信号发送斜升比特与信息传输无关，如图4C所示。在发送脉冲串信号的上升时间的斜升比特时的时间周期期间执行反馈环的操作。在本发明的输出受控功率放大器中，包络检测器4的输出电压被控制，以致于变得等于由参考电压发生电路5确定的一个电压。因此，在斜升比特发送期间输出受控功率放大器的输出功率会聚到一个预定的恒定值。

输入的脉冲串发送信号被可变衰减器1衰减，被功率放大器2放大，被功率分配器3反馈，被包络检测器4包络检测，然后由温度补偿电路6进行温度补偿。温度补偿是通过与参考电压发生电路5的输出相比较进行的，电路5连接到具有与第一二极管或包络检测器4一样的温度特性的第二二极管7。温度补偿电路6的输出由第一滤波器8和第二滤波器11波形整形通过保持电路10，电路10用作在闭环建立时的缓冲。因此，在反馈环中这样转移的信号具有近似的高斯波形。

在被用于通信传输的脉冲串信号中的通信比特序列的发送定时或当斜升比特的发送已完成时，脉冲串监视电路9发送一个控制信号到保持电路10，以致于保持电路10转入保持状态。在此时，输出受控功率放大器的输出功率已会聚到预定的恒定值。因此，保持电路10保持这个会聚的值作为保持电路的输出。因此，利用保持电路10的输出作为控制信号由可变衰减器1施加的衰减量也保持在一直恒定值。即，输出受控功率放大器的输出功率保持在一个恒定值。达到这个恒定值的输出电平状态对应于图4B表示的上升波形。

当无线通信设备完成脉冲串信号10的发送时，脉冲串监视电路9复位保持电路10的输出到预定的初始值或转换保持电路10为复位保持状态。因此，无线通信设备转入不发射脉冲串信号的状态。

在本实施例中，当保持电路10在信号提取状态时，在闭环中转移信号的波形近似地保持在高斯波形，因为第一和第二滤波器8和11的元件值被这样确定，即该闭合环路的闭环转移函数呈现由高达其三阶(或高于三阶)的高斯函数的泰勒表示所得到的函数。此时，第一和第二滤波器8和11的元件值可以这样确定，即该闭环的闭环转移函数的极点呈现由高达其三阶(或高于三阶)的高斯函数的泰勒表示所得到的函数的极点。在仅包括第一滤波器8或第二滤波器11的图2或3实施例的输出受控功率放大器中，第一或第二滤波器8或11的元件值可以这样确定，即该闭环的闭环转移函数呈现由高达三阶(或高于三阶)的高斯函数的泰勒表示所得到的函数。利用本发明的输出受控功率放大器的上述操作，诸如图4B所示的输入信号可以被放大到预定的恒定发送输出功率和这个信号波形(例如在如图4B所示的输入信号的情况不同的预定幅值输出。

按照本实施例，在输出受控功率放大器的输出已会聚到预定恒定值以后，保持电路10的输出被强迫保持在一个恒定值和可变衰减器1的衰减也保持恒定。因此，甚至通过可变衰减器1在功率放大器2中转移的信号包括了由调制引起的幅度变化，没有抑制这个变化的反馈作用产生。因此，没有不是由调制产生的新的变化分量被叠加在载波上的可能性。结果，改善了输出受控功率放大器的信噪比。

另外，利用本发明的输出受控功率放大器的结构，因为在该闭环中的转移信号波形近似保持在高斯波形，通过本实施例也可以实现利用反馈的信号波的幅度的高速会聚。

图5是表示按照本发明的输出受控功率放大器的再一个实施例的结构的方框图。图6A到6F是说明图5所示的实施例的操作的波形图。

保持电路10包括一个保持开关15和保持电容16。反馈环复位电路10A包括一个复位开关14。开关15的一端和开关14的一端被连接到滤波器8的输出端。开关14的另一端接地。开关15的另一端被连接到保持电容16的一端，提供保持电路10的输出。保持电容的另一端接地。开关14和15由脉冲串监视电路9的输出信号控制。

图6A通过举例表示脉冲串定信号和具有时间间隔τ₁、τ₂和τ₃的输入脉冲串信号之间的定时关系。图6B表示脉冲串监视电路9输出的保持控制信号。图6C表示该脉冲串监视电路9输出的开关定时。图6D表示当电容器16的电容量为其最佳值时该保持电路10的输出电压。图6E表示在电容器16的电容量大于该最佳值时保持电路10的输出电压。图6F表示在电容器16的电容量小于该最佳值是保持电路10的输出电压。

在接通图6A中所示的脉冲串定时信号时，发送一个输出信号。在该脉冲串定对信号关断时，停止发送该输出信号。在图6B所示的保持控制信号接通时开关15采取接通状态，而在该保持控制信号是关断时该相同开关15采取关断状态。在该脉冲串定时信号接通和该保持控制信号接通(见图6C)时开关14采取关断状态。

在其保持状态的保持电路10的输出电压是由电容器16的电容量确定的。在电容器16的电容量小于该最佳值时，在图4C中倾斜比特传输时间的较早阶段该电容器被充电，但是产生一个现象：在脉冲串信号传输时间期间保持电路10的输出电压下降(见图6F)。另一方面，在电容器16的电容量大于该最佳值的情况下，反馈环路的收敛时间延长了，以致在该倾斜比特传输时间内得不到收敛(见图6E)。因此，为了得到如图6E所示的保持电路的输出电压特性，要求电容器16的电容量应当根据反馈环路的转移函数，斜升比特传输时间和脉冲串发送信号传输时间确定，以便它具有该最佳值。

图7是表示根据本发明的输出控制的功率放大器的另外实施例的结构方框图。

温度补偿电路6和滤波器8的连接电路包括一个运算放大器20，电阻器21、22、23和24，一个电容器19和一个环路复位开关25。包络检测器4的输入通过电阻器21接到运算放大器的负输入端。运算放大器20的正输入端通过电阻器23接地。基准信号产生电路5的输出通过电阻器22接到运算放大器20的正输入端。开关25，电阻器24和电容器19并联在运算放大器20的负输入端与其输出端之间。这个电路的输出接到保持电路10。滤波器11包括一个运算放大器26，电阻器27，28与29和一个电容器30。保持电路10的输出通过电阻器27连接到运算放大器26的负输入端。运算放大器26的正输入端通过电阻器29接地。电容器30和电阻器28并联在运算放大器26的负输入端及其输出端之间。这个电路的输出提供可变衰耗器1的控制信号。

本实施例的操作与图5的实施例的操作的不同在于：在复位电路10A中的开关14总是处在打开状态和图6C中所示的操作由开关25代替开关14进行。在脉冲串信号上升的时间，开关25为接通状态。因此，在这时保持电路10的输出基本上等于在没有输入时包络检测器4的输出电压。在本实施例中，作为由运算放大器20和电阻器21及24构成的有沅滤波器的放大器的放大系数选择为足够大，以致在开关25接通时该有沅滤波器的输出变为接近零。因此，可预料到与开关14的操作相似的操作。

图8是表示根据本发明的输出受控功率放大器的再一个实施例的结构方框图。

温度补偿电路6和滤波器8的连接电路包括运算放大器35与40，电阻器31，32，33，34，41，42，43与44，电容器45与46和一个环路复位开关47。包络检测器4的输出通过电阻器31接到运算放大器35的正输入端。该运算放大器35的正输入端通过电阻器33接地。基准信号产生电路5的输出通过电阻器32接到运算放大器35的负输入端。电阻器34接在运算放大器35的负输入端与其输出端之间。运算放大器40的正输入端通过电阻42接地。开关47，电阻器44与电容器46的并联电路和电阻器43与电容器45的并联电路串联连接在运算放大器40的负输入端与其输出端之间，以开关47的输出接到运算放大器40的输出。这个电路的输出接到保持电路10的输入。滤波器11包括一个运算放大器50，电阻器51、52、53和54，和电容器55及56。保持电路10的输出通过串联的电阻器51和电阻器52连接到运算放大器50的负输入端。运算放大器50的正输入端通过电阻器53接地。电阻器56接在运算放大器50的负输入端与其输出端之间。电阻器51与52的结点通过电容器53接地。电阻器54接在电阻器51与52的结点和运算放大器50的输出之间。运算放大器50的输出提供用于可变衰减器1的控制信号。

图8所示的实施例的操作类似于图7所示实施例的操作。但是，使用一个运算放大器的二阶有沅滤波器是在图7所示的实施例中构成的，而使用运算放大器的三阶有沅滤波器是在图8所示的实施例中构成。因此，图8所示的本实施例提供可改善闭环增益的效果。而且，由于在该闭环中滤波器的等级是递增的，所以可能改善该闭环转移函数趋近高斯响应的程度。因此，可以缩短该保持电路输出收敛到一个恒定值的时间，因而改善了对TDMA无线电通信系统的可应用性，该通信系统具有减少数量的倾斜比特。在滤波器的等级为第四阶或高于四阶的情况下，具有抑制收敛后环路中的变化的优点。但是，在本发明的输出控制功率放大器中，由于在斜升比特传输完成之后该保持电路的输出保持恒定，在收敛后环路中几乎没有变化。因此，可能认为在最高达到第三阶的滤波器等级足够了。由于滤波器的等级较低，电路结构可被简化，这对于制造成本是有利的。

图9是表示具有无线电基站和无线电终端的TDMA无线电通信系统的实施例的结构方框图，其中使用本发明的输出控制功率放大器。使用输出控制功率放大器的每个无线电基站62，70，71，72，73，74和75都接到网络60。这些无线电基站构成一个通信区域，无线电终端69在其中进行通信。本发明应用的一个例子是个人手持电话系统(PHS)，该系统在日本已投入使用。英文版的PHS标准技术规范第1至第43页作为本申请公开引用供参考。由镓砷半导体器件构成的RF功率放大器处理中心频率在1900MH₂数量级的数字信号。

下面结合无线电终端69通过无线电基站62进行通信的情况说明使用本发明的输出可控功率放大器的图9的TDMA无线电通信系统的操作。从网络60发送的信息输入给无线电基站62。在无线电基站62中，该信号由信道编译码器(CODEC)61变换为脉冲串数据，由数字调制器63变换为脉冲串调制信号，由本发明的输出可控功率放大器64进行功率放大，然后由环行器65发送到天线66。该信号通过天线66发送到无线电终端69。信道CODEC61发送信息到网络60并发送脉冲串定时信号到输出控制功率放大器64的脉冲串监视电路9以控制输出控制功率放大器64。脉冲串定时信号可能由一个控制器(未示出)产生，该控制器控制信道CODEC61。从无线电终端69发送的脉冲串调制信号传送到无线电基站62并在其中由天线66获捕。然后，该信号由环行器65发送到低噪声放大器(LNA)67，由LNA67进行低噪声放大，由数字解调器68变换为脉冲串数据，然后由信道CODEC61传送。

在考虑无线电通信系统的通信质量时，希望无线电基站的输出功率稳定地保持和控制。一般地，由于温度和频率引起的变化作为无线电通信设备输出功率变化因数是公知的。一般地讲，温度越高，功率放大器的增益越低。而且，该功率放大器的增益根据工作频率变化。为了克服输出功率变化，增如数字调制器63的脉冲串调制信号功率的变化或者可能由温度变化或频率变化引起的功率放大器2增益的变化，本实施例利用输出控制功率放大器64的可变衰减器控制衰减量，以致抵消输出功率的变化而保持输出功率总是恒定。因此，通信区域可稳定地建立而且减少对相邻无线电基站70，71，72，73，74和75的干扰偏差。因此，改善该系统的通信质量。

图10是表示TDMA无线电通信系统的另一个实施例结构的方框图，在其中使用本发明的输出受控功率放大器。无线电基站70，71，72，73，74，75，76和77接到网络60。这些基站构成一个通信区域，使用本发明的输出受控功率放大器的无线电终端60在其中进行通信。

下面结合无线电终端69通过无线电基站70进行通信的情况说明使用本发明的输出受控功率放大器的图10的TDMA无线电通信系统的操作。从网络60发送的信息输入到无线电基站70。该信息在无线电基站70中被变换为脉冲串调制信号并在之后发送给无线电终端69。在无线电终端69中，由天线66捕获该信号，由环行器65发送到低噪声放大器(LNA)67，由LNA67进行低噪声放大，由数字解调器68变换为脉冲串数据，和由信道CODEC61及语音CODEC78变换为语音信号，该语音信号又作为接收机80的接收语音输出。另一方面，发送的语音由麦克风79变换为语音信号并由语音CODEC78和信道CODEC61变换为脉冲串数据。此后，该脉冲串数据由数字调制器63变换为脉冲串调制的信号，由本发明的输出控制功率放大器64功率放大，由环行器65发送到天线66，然后通过天线66发送到无线电基站70，用于转发该信息到网络60。信道CODEC61发送脉冲串定时信号给输出控制功率放大器64的脉冲串监视电路9控制输出受控功率放大器64。

类似于图9中所示的实施例，图10所示的本实施例通过控制输出受控功率放大器64的可变衰耗器1的衰减量来适应输出功率的变化(如由于温度变化或频率变化引起的数字调制器63的脉冲串调制的信号功率的变化或功率放大器2增益的变化)，以便抵消输出功率的变化，保持无线电终端69的输出功率总是恒定。因此，可稳定地建立通信区域并减少对邻近无线电基站71，72，73，74，75，76和77的干扰变化。因此，改善了系统的通信质量。

根据本发明，通过使闭环中转移的信号的波形趋近于高斯波形，该保持电路的输出电压可以高速度会聚。因此，能够缩短发送脉冲串信号的通信设备的脉冲串信号上升时间。

在输出控制功率放大器的输出已会聚到一个预定的恒定值之后，该保持电路的输出强制地保持在一个恒定值，而且可变衰耗器的衰耗也保持恒定。即，该闭合环路是无效的。因此，即使在该功率放大器中通过可变衰耗器转移的信号包括由于调制引起的幅度变化，也不产生抑制这个变化的的反馈动作。所以，由于调制引起的变化之外的新的变化分量叠加在载波上是不可能的。因此，能够实现具有改善的信噪比的输出受控功率放大器。

此外，使用本发明的输出受控功率放大器作为无线电通信终端的功率放大器或无线电通信基站，能够提供无线电通信终端或者具有高速的以及改善的信噪比的基站。

Claims

1.一种闭环型的输出受控功率放大器，其中输入信号输入到主通路，所述输入信号的功率被衰减和放大，而且放大的输入信号在所述主通路和从所述主通路分开的反馈通路之间分配，以使分配给所述主通路的信号从所述主通路输出给外部，而在分配给所述反馈通路的信号的基础上控制所述输入信号，包括：

一个保持电路，用于提取分配给所述反馈通路的信号，在该达到预定值时保持所提取信号的功率值，和产生一个控制信号，衰减输入给所述主通路的所述输入信号的功率；和

一个电路，通过所述反馈通路将所述控制信号加到所述主通路控制输入到所述主通路的所述输入信号的功率。

2.一种闭环型的输出受控功率放大器，其中输入信号输入到主通路，所述输入信号的功率被衰减和放大，而且放大的输入信号在所述主通路和从所述主通路分开的反馈通路之间分配，以使分配给所述主通路的信号从所述主通路输出给外部，而在分配给所述反馈通路的信号的基础上控制所述输入信号，包括：

一个保持电路，用于提取分配给所述反馈通路的信号，在功率取一个预定值是保持所提取信号的功率值，和输出一个控制信号给所述反馈通路，衰减输入给所述主通路的所述输入信号的功率；和

连接到所述保持电路的一个脉冲串监视电路，在从输出控制功率放大器的外部输入的脉冲串定时信号的基础上控制所述保持电路。

3.一种输出受控功率放大器，包括：

一个以输入信号输出的可变衰耗器，用于衰减所述输入信号的功率，输出已衰减的信号；

连接到所述可变衰耗器的一个功率放大器，用于放大所述可变衰耗器的输出信号，输出放大的信号；

连接到所述功率放大器的一个功率分配器，用于将所述功率放大器的输出信号分为多个输出以提供多个输出；

连接到所述功率分配器的一个包络检测器，用于包络检测由所述功率分配器提供的输出信号，输出包络检测的信号；

连接到所述包络检测器的一个温度补偿电路，用于保持所述包络检测器的变换增益对温度变化恒定；

连接到所述温度补偿电路的一个滤波器，用于波形整形所述温度补偿电路的输出信号，输出该波形整形的信号；

连接到所述温度补偿电路的一个基准电压产生电路，用于产生基准电压和提供所述在准电压给所述温度补偿电路；

连接到所述滤波器的一个保持电路，用于提取和保持所述滤波器的输出信号；

连接到所述保持电路的一个脉冲串监视电路，用于在从外部输入的脉冲串地信号的基础上控制所述保持电路；和

所述保持电路接到所述可变衰耗器，使得可变衰耗器在所述保持电路的输出信号的基础上衰减所述输入信号的功率。

4.一种输出控制功率放大器，包括：

以输入信号输入的一个可变衰减器，用于衰减所述输入信号的功率，输出已衰减的信号；

连接到所述功率放大器的一个功率分配器用于将所述功率放大器的输出信号分为多个输出以提供多个输出；

连接到所述功率分配器的一个包络检测器，用于包括检测由所述功率分配器提供的输出信号，输出包络检测的信号；

连接到所述温度补偿电路的一个基准电压产生电路，用于产生基准电压和提供所述基准电压给所述温度补偿电路；

连接到所述温度补偿电路的一个保持电路，用于提取和保持所述温度补偿电路的输出信号；

连接到所述保持电路的一个滤波器，用于波形整形所述保持电路的输出信号，输出波形整形的信号；

连接到所述保持电路的一个脉冲串监视电路，用于在从外部输入的脉冲串定时信号的基础上控制所述保持电路；和

所述滤波器接到可变衰耗器，使得可变衰耗器在所述滤波器的输出信号的基础上衰减所述输入信号的功率。

5.一种输出控制功率放大器，包括：

以输入信号输入的一个可变衰耗器，用于衰减所述输入信号的功率，输出已衰减的信号；

连接到所述温度补偿电路的第一滤波器，用于波形整形所述温度补偿电路的输出信号，输出该波形整形的信号；

连接到所述第一滤波器的一个保持电路，用于提取和保持所述第一滤波器的输出信号；

连接到所述保持电路的第二滤波器，用于波形整形所述保持电路的输出信号，输出该波形整形的信号；

所述第二滤波器接到所述可变衰耗器，使得所述可变衰耗器在所述第二滤波器的输出信号的基础上衰减所述输入信号的功率。

6.根据权利要求1至5的输出控制功率放大器，其中脉冲串信号作为所述输入信号输入，和所述保持电路包括一个电路，在所述脉冲串信号输出到外部之后的一个暂停期间中使所述保持电路的输出提升到一个预定电压电平。

7.根据权利要求1至6的输出控制功率放大器，进一步包括允许所述保持电路的一个预定时间的基础上进行提取的一个电路。

8.根据权利要求3和4的输出控制功率放大器，其中所述滤波器包括一个有沅滤波器。

9.根据权利要求5的输出控制功率放大器，其中至少所述第一和第二滤波器之一包括一个有沅滤波器。

10.根据权利要求3的输出控制功率放大器，其中所述温度补偿电路和所述滤波器的连接电路由一个有沅滤波器构成的。

11.根据权利要求5的输出控制功率放大器，其中所述温度补偿电路和所述第一滤波器的连接电路由一个有沅滤波器构成的。

12.根据权利要求8至10的输出控制功率放大器，其中所述有沅滤波器具有滤波器阶次，最高为第三阶滤波器。

13.根据权利1至12的输出控制功率放大器，其中该输出控制功率放大器的闭环转移函数基本具有高斯特性。

14.根据权利要求1至13的输出控制功率放大器，其中该输出控制功率放大器的闭环转移函数的极点基本上是一个高斯特性函数。

15.一种闭环型的输出控制功率放大器，其中输入一个输入信号，所述输入信号的功率被衰减、放大和分为多个分开的信号，以及至少一个所述的分开的信号输出到外部，而另一个所述分开的信号进行包络检测以控制所述输入信号，其中该输出控制功率放大器的闭环转移函数基本上是高斯特性函数。

16.一种闭环型的输出控制功率放大器，其中输入一个输入信号，所述输入信号的功率被衰减、放大和分为多个分开的信号，以及至少一个所述的分开的信号输出到外部，而另一个所述的分开的信号进行包络检测以控制所述输入信号，其中该输出控制功率放大器的闭环转移函数的极点基本上是高斯特性函数。

17.一种无线电通信终端，包括根据权利要求1至16的一个输出控制功率放大器。

18.一种无线电通信基站，包括根据权利要求1至16的一个输出控制功率放大器。

19.一种输出控制功率放大器装置，其中已调的输入信号以脉冲串信号的形式输入到一个主通路，和所述的输入信号被功率衰减、功率放大，然后从所述主通路输出，包括：

一个RF功率放大器；

一个功率分配器，用于在所述主通路和从所述主通路分出的反馈通路之间分配放大的输入信号，并且从所述主通路输出所分配的信号到外部；和

一个控制信号产生电路，用于产生控制信号，以便在分配给所述反馈通路的信号的基础上控制到所述RF功率放大器的所述输入信号，所述控制信号产生电路包括在所述反馈通路中的一个保持电路，用于提取分配给所述反馈通路的信号，并且作为所述控制信号输出具有一个波形的信号，在该功率达到一个预定值时，该波形保持所提取信号功率的值，所述保持电路以脉冲串定时控制。

20.根据权利要求19的输出控制功率放大器装置，其中所述控制信号产生电路包括一个复位电路，用于在所述脉冲串定时的基础上设定所述保持电路的输出为相应于所述输入脉冲串信号暂停期间中的电压电平的一个预定值。

21.根据权利要求20的输出控制功率放大器装置，其中所述控制信号产生电路包括一个脉冲串监视电路，用于接收指示从外部来的所述脉冲串定时的信号，控制所述保持电路和所述复位电路。

22.根据权利要求21的输出控制功率放大器装置，其中所述控制信号产生电路还包括接到所述功率分配器的一个温度补偿电路，所述温度补偿电路的输出通过所述复位电路加到所述保持电路。

23.根据权利要求22的输出控制功率放大器装置，进一步包括连接到所述温度补偿电路的一个滤波器，用于波形整形所述温度补偿电路的输出信号。

24.根据权利要求19的输出控制功率放大器装置，其中所述RF功率放大器包括在其前级的一个可变衰耗器，和所述保持电路的输出作为所述可变衰减器的控制信号提供。

25.一种信号处理系统，包括：

一个主通路，包括以脉冲串信号形式的已调输入信号输入的一个信号处理电路，用于处理所述已调的输入信号以满足预定的输出条件，和输出已处理的信号；

一个反馈通路，包括一个控制信号产生电路，用于提取所述主通路输出的一部分并且在所提取信号的基础上产生一个控制信号，所述控制信号提供给所述信号产生电路的输入侧，控制用于所述输入脉冲串信号的所述信号处理电路的输出；和

所述反馈通路包括一个保持电路，用于在所述输入脉冲串信号的定时信号的基础上接收到所述反馈通路的所提取的信号，和产生作为所述控制信号的具有一个波形的信号，当该信号值达到一个预定值时，该信号保持所接收信号的值，和一个复位电路，响应所述脉冲串定时信号，在所述输入脉冲串信号从所述主通路输出到外部之后，使所述保持电路进入复位条件。

26.根据权利要求25的信号处理系统，其中所述反馈通路包括一个波形整形滤波器，而且该信号处理系统的闭环转移函数的极点基本上是高斯特性函数。

27.根据权利要求25的信号处理系统，其中在复位条件的所述保持电路的信号电平被设定为适用于改进下一个启动速率的初始值。