CN1250254A - 用于减小电路产生的失真的控制系统的扫描导频技术 - Google Patents

Abstract

一种控制系统,包括产生失真的电路,该电路有一个工作频带。产生一个导频调制的载波信号,并使它横扫该电路的工作频带。在确定加到电路上或该电路产生的信号之间没有干扰时,从横扫的导频调制的载波信号得到信息。控制系统利用该信息抵消此失真。

Description

用于减小电路产生的失真的控制系统的扫描导频技术

本发明涉及包括电路的控制系统，利用导频信号基本上抵消该电路产生的失真；本发明具体涉及在电路整个工作频带横扫或扫描导频信号的技术。

加到电路上的电信号往往因受该电路的处理而失真。此外，电路产生各种用途的信号。这种失真包括由该电路产生的任何不需要的信号，这些信号合并到所加信号或产生的信号上，或以某种方式与所加信号或产生的信号组合。基本上抵消电路产生失真的一个熟知技术是利用连接到该电路的一个控制系统，导频信号加到该电路上。控制系统检测所加的导频信号。所加导频信号可以是某种幅度的单个频谱分量(即，一种频率)，或所加导频信号可以包括各种幅度的多个频谱分量。通常，所加导频信号的幅度至少比加到该电路上的信号或该电路产生的信号低60dB。控制系统根据检测的导频信号得到信息，并利用该信息基本上抵消该电路产生的失真。

控制系统至少包括一个电路，它利用外部信号或该至少一个电路产生的信号去处理加到该至少一个电路上的信号。图1表示上述技术的一个具体实施方案。图1画出一种控制系统，包括：两个前馈回路(回路1和回路2)和检测电路132。导频信号经耦合器105加到电路108上。电路108可以是任何的电气和/或电子(例如，射频(RF)线性放大器，功率放大器)电路。回路1包括：耦合器105，增益相位电路104，分路器102和延迟电路126。耦合器105通常是这样的一种装置，它组合两个或多个输入信号，并允许接通全部或一部分的组合信号。还利用耦合器得到出现在其输入端和输出端的一部分信号。增益相位电路104通常是这样的一种电路，根据加到其控制输入端(未画出)的诸控制信号值，改变加到其输入端的信号幅度和相位。分路器102是一种有一个输入端和至少两个输出端的电路，其中加到输入端的信号在其输出端基本上重现。延迟电路126通常是这样的一种电路，把某个延迟量加到在输入端输入的信号上。

当一个信号加到控制系统的输入端(即，加到分路器102)时，因电路108使所加信号经受的失真在A点被分离(即，路径123)。具体地说，输入信号加到分路器102。分路器102在路径103和127上大致重现该输入信号。在路径103，该输入信号加到增益相位电路104，耦合器105和电路108。在路径127，该输入信号被延迟电路126延迟，然后经路径125馈入到抵消电路124。虽然未作说明，专业人员容易理解，可以检测(利用熟知的检测电路)路径125上输入信号的幅度和相位，并把它转变成加到增益相位电路104控制输入端(未画出)的控制信号。借助于耦合器112，出现在电路108输出端的一部分输入信号(加上电路108产生的一些失真)经路径113馈入到抵消电路124。抵消电路124可以制成一个合成电路，它至少有两个输入端和一个输出端。合成电路把加到其输入端的信号进行组合，并把组合的信号转移到其输出端。调节增益相位电路104，从而改变路径113上输入信号的幅度和相位，使该信号与路径125上的输入信号大体上180°反相(+/-1°)和大致相等的幅度(即，基本上倒置)，当这两个信号由抵消电路124组合时，它们基本上互相抵消，在A点(路径123)余留下此失真(电路108产生的)。因此，回路1设计成分离电路108产生的失真。

回路2包括：延迟电路114，耦合器116，增益相位电路122和放大器120；回路2设计成这样的一种电路，根据加到电路108上的导频信号，利用检测电路132得到的信息基本上抵消电路108产生的失真。具体地说，导频信号经耦合器105加到电路108。该导频信号(被电路108处理过的)出现在路径115和耦合器116的输出端，即，路径117上。在经耦合器112通过路径113以后，该导频信号还出现在路径123上的A点。被电路108处理后的一部分导频信号经耦合器130和路径128馈入到检测电路132。检测电路132包括熟知的各种电路(例如，对数检测器/放大器，抽样保持电路，零电路)，以检测该导频信号的信号特征(例如，幅度)。检测电路132检测输入信号的幅度，并利用这个信息在路径131上产生控制信号，促使增益相位电路122改变导频信号。A点上的导频信号改变成这样，出现在路径118上的导频信号与出现在路径115上的导频信号基本上倒置(大致相同的幅度，180°反相，+/-1°)。放大器120给增益相位电路122的输出提供附加的增益。计算这个附加的增益，出现在路径118上的信号幅度与出现在路径115上的信号幅度大致相等。延迟电路114设计成这样，这两个导频信号基本上同时到达耦合器116；即，这两个导频信号基本上是互相同步的(时间上一致)。当这两个导频信号被耦合器116组合时，它们互相抵消。

现在，检测电路132有了这个信息，允许增益相位电路122改变出现在A点的失真，因而抵消出现在电路108输出端的失真。当一个输入信号加到控制系统时，如上所述，电路108产生的任何失真在A点(在路径123上)被分离。路径115上的信号是输入信号(被电路108处理过的)加上电路108产生的一些失真。根据以前所加导频信号得到的信息(即，信号特征)，增益相位电路122改变A点的失真，所以，路径129上的失真与路径115上的失真基本上倒置。路径115上的失真和路径118上的失真在耦合器116中组合，使这两个失真基本上互相抵消，得到一个基本上没有失真的输出信号。

电路108有一个确定工作频带的带宽。要求导频信号的频谱大致位于电路108工作频带的中部。然而，让导频信号处在电路108工作频带中的任何部分，总会使输入信号与该导频信号之间发生干扰，给这个输入信号添加更多的失真。这种干扰是导频信号与所加信号或产生信号之间的一些相互作用，对所加信号或产生信号和/或导频信号的一个或多个特征(例如，幅度，频率，相位)带来不利的影响。因此，干扰不仅使加到电路上的信号或该电路产生的信号失真，而且还影响导频信号。如上所述，导频信号通常比所加信号幅度或产生信号幅度低60dB，因此就会与这种信号产生干扰。失真的导频信号给出有关该失真不准确的信息，因而，这种导频信号的根本目的就受到挫折。此外，即使导频信号处在工作频带的中部，它不经受位于工作频带其他部分(例如，较低频带或较高频带)的失真。所以，需要这样的导频信号，它能得到该电路整个工作频带的信息，而不会干扰加到电路上或该电路产生的任何信号。

本发明是一种控制系统，包括产生失真的电路，该电路有一个工作频带。导频信号调制的载波信号加到电路上，并横扫该电路的至少一部分工作频带。当导频调制的载波信号横扫该电路至少一部分工作频带时，从该导频信号有选择地得到有关该电路产生的失真的信息。在控制系统确定横扫的导频调制的载波信号与加到电路上的信号或该电路产生的信号之间有干扰的时间期间，得不到有关此失真的信息。控制系统利用得到的信息基本上抵消该电路产生的失真。

本发明的控制系统还包括：与该电路连接的第一前馈回路和第二前馈回路。本发明的控制系统还包括：与单边带(SSB)调制器连接的载波电路，SSB调制器连接到该电路。本发明的控制系统还包括：与载波电路和第二前馈回路连接的检测电路。配置的载波电路产生可以横扫的载波信号。配置的SSB调制器产生单边带导频信号，并用此单边带导频信号调制载波。配置的载波电路还促使导频调制的载波信号横扫该电路至少一部分工作频带，但并不与加到电路上或该电路产生的任何信号发生干扰。当导频调制的载波信号横扫此至少一部分工作频带时，检测电路有选择地得到有关该电路产生的失真的信息，并把此信息提供给第二前馈回路。配置的第一前馈回路分离该电路产生的失真。配置的第二前馈回路利用检测电路得到的信息基本上抵消该电路产生的失真。

图1表示包含两个前馈回路和一个检测电路的控制系统；

图2表示本发明的控制系统；

图3表示本发明控制系统中该电路的频率响应，导频调制的载波和此导频调制的载波信号横扫的方向。

参照图2，其中画出包含电路108的本发明控制系统，该电路连接到第一前馈回路(即，回路1)和第二前馈回路(即，回路2)。本发明的控制系统还包括：连接到单边带(SSB)调制器188和检测电路191的载波电路171。电路108产生失真，此失真在A点被回路1分离。回路2利用从检测电路191得到的信息抵消电路108产生的失真。借助于载波电路171和单边带调制器188，根据加到电路108(经路径146和耦合器105)上导频调制的载波信号收集检测电路191得到的信息。载波电路171和SSB调制器188促使导频调制的载波信号横扫电路108的工作频带。当导频调制的载波信号横扫电路108的工作频带时，只有在检测电路191确定横扫的导频调制的载波信号与加到电路108上或该电路产生的任何信号基本上没有干扰时，检测电路191从该导频信号得到信息。

参照图3，其中画出电路108的频率响应(300)以及代表导频调制的载波信号的频谱分量(306)。频率响应是一个曲线图，表示电路的一个具体特征(例如，幅度，相位)如何与频率相对应。工作频带是一个频率范围，在此范围内电路108处理和/或产生信号。工作频带的边界由较低频率f_L和较高频率f_U确定。频率f_L和f_U对应于两个点(302，304)，在该点处的频率响应比频率响应最大值(0dB)低3dB。通常，电路的带宽是由对应于两个3dB点的频率确定。工作频带不必是该带宽。导频调制的载波信号306最初是从工作频带之外的位置(f_I)开始，然后横扫该工作频带或至少一部分工作频带，其方向如箭头308所示。应当注意，所示具体的频率响应只是用于说明的目的，电路108不局限于频率响应300。此外，导频调制的载波信号306最初无需在邻近f_L的位置(f_I)开始。例如，导频调制的载波信号306可以在邻近f_U的位置(f_F)开始，并按照箭头308的相反方向横扫该工作频带。

再参照图2，载波电路171包括：与压控振荡器(VCO)164连接的扫描发生器166，压控振荡器164连接到分路器162。分路器162的每个输出连接到放大器(160，170)。一个输出加到混频器162，另一个输出加到SSB调制器188。扫描发生器166产生变化的电压信号。VCO164产生一个载波(即，正弦波)，其频率的变化直接与变化的电压相对应。当扫描发生器166产生的电压增大(或减小)时，该载波的频率就增大(或减小)。因此，载波电路171产生频率变化的载波信号。

SSB调制器188是一种熟知的电路，此处画出的电路包括：振荡器148，90°相位电路150，带通滤波器(BPF)152，153和平衡调制器154。振荡器148产生某种频率的导频信号(例如，方波)，加到90°相位电路150。90°相位电路150把此方波的频率分成所需的频率，并产生两个相同的所需频率的方波，但它们互相之间有90°相位差。每个信号加到带通滤波器(152，153)，其通带允许该信号的某些频率分量基本上不受影响通过它们各自的电路。众所周知，方波包含许多频率分量。振荡器148产生的方波由BPF152和153转变成正弦波，因为该方波的许多频率分量被BPF152和153滤掉了。带通滤波器152和153是熟知的滤波电路，允许落在其通带之内的信号基本上不受影响通过，而使频率落在其通带之外的信号被滤掉(或大大地衰减)。通带是一个频率(或一组频率)，带通滤波器的频率响应调谐到该频率附近。带通滤波器152和153的输出加到平衡调制器154。载波电路171的输出也加到平衡调制器154(经路径158)。平衡调制器利用导频信号调制载波信号。通常，当一个载波信号被调制时，调制的结果是，产生具有一般称之为边带频率的其他信号。边带频率是这样的频率，它高于和低于该载波频率一个相等的量。因为加到平衡调制器154上的两个导频信号之间有90°相位差，生成的一个边频带导频调制的载波信号有效地受到抑制。SSB调制器188的输出是频移的载波信号，其频移量等于导频信号的频率，因此，该输出是导频调制的载波信号。

导频调制的载波信号加到电路108，并出现在路径117上。一部分导频调制的载波信号经耦合器130耦合到路径128。导频调制的载波信号经放大器168加到混频器172。载波电路171的输出也加到混频器172。混频器172是一种熟知的电路，它至少有两个输入和至少有一个输出，其中的输出是两个输入信号相乘的结果。众所周知，若有某种频率的两个信号混合，则其结果是包含这两个信号频率之和和频率之差的信号。有相同频率的两个信号混合是熟知的同步检测。所以，导频调制的载波信号是由混频器172作同步检测，混频器172的输出馈入到BPF174，其中心频率等于导频信号的频率。所以，BPF174的输出是该导频信号。

该导频信号加到对数检测器176，它检测导频信号的特征(例如，幅度)，并把所述特征转变成电压。所以，当导频调制的载波信号横扫电路108的工作频带时，在对数检测器178的输出端得到对应的信号(例如，电压)。该信号加到路径179，因而加到了比较器178的一个输入端。该信号还通过开关180加到低通滤波器(LPF)180。LPF180的作用是作为一种平均值电路，并产生检测到导频信号特征(例如，幅度)的平均值，它包含有关该导频信号的信息。此平均值经开关184和缓冲放大器186加到零电路132。缓冲放大器186有两个输出，其中之一反馈到比较器178的输入端。当横扫的导频调制的载波信号与加到电路108上或该电路产生的信号干扰时，对数检测器176的输出就增大，即，比较器178的路径179上的输入就增大，促使比较器178打开开关182和184，避免LPF180完成任何的平均值操作，不把这种平均值提供给零电路132。

比较器178是这样的一种电路，它比较其输入的信号幅度，并根据其输入信号的相对幅度产生一个电压。若路径179上输入信号的幅度大于路径181上信号的幅度，则比较器178在路径190上产生一个控制电压，使开关182和184打开。当这两个开关打开时，LPF180进行的平均值操作就停止。若路径179上输入信号的幅度等于或低于路径181上信号的幅度，则比较器178合上开关182和184，LPF180继续进行其平均值操作，并把其输出提供给零电路132。所以，当检测电路191确定加到电路108上或该电路产生的信号与导频信号干扰时，检测电路191从所加导频信号得不到信息。

在接收到来自扫描发生器166经路径134的控制信号以后，零电路132产生控制信号。因此，扫描发生器166确定零电路132何时利用从检测电路191得到的信息。在导频调制的载波信号已经横扫过一部分工作频带或整个工作频带至少一次或若干次以后，扫描发生器166能够产生其控制信号。零电路132产生的控制信号促使增益相位电路122改变A点处的失真，借助于耦合器116，出现在路径115上的失真抵消A点处的失真。

Claims (3)

1.一种控制系统，包括产生失真的电路(108)，该电路有一个工作频带，导频信号加到该电路上，控制系统利用该导频信号基本上抵消此失真，该控制系统的特征是：

载波电路(171)，被配置以产生可以横扫的载波信号(306)，此载波信号被导频信号调制，载波电路促使这个导频调制的载波信号至少横扫该电路的一部分工作频带，允许控制系统从可以横扫的导频调制的载波信号有选择地得到信息，控制系统利用该信息基本上抵消此失真。

2.权利要求1的控制系统，其进一步特征是：单边带调制器(188)，被配置以产生导频信号，连接到载波电路的单边带调制器利用该导频信号调制可以横扫的载波。

3.权利要求1的控制系统，其进一步特征是：检测电路(191)，连接到控制系统并且被配置以在检测电路确定横扫的导频调制载波与加到电路上或该电路产生的任何信号没有干扰的时段期间，从可以横扫的导频调制的载波信号得到信息。

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