УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ИСКАЖЕНИЯ БЛОКА ПРЕДЫСКАЖЕНИЙ Российский патент 2002 года по МПК H03F1/26 

Область техники
Изобретение относится к передатчику системы радиосвязи, более конкретно к устройству управления характеристикой искажения блока предыскажений, предназначенного для компенсации искажения передаваемого сигнала с использованием данных постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), и к соответствующему способу.

Предшествующий уровень техники
Нелинейная характеристика, формируемая в передатчике с высоким уровнем выходной мощности радиопередающей системы, приводит к искажению передаваемого сигнала, что вызывает ухудшение характеристик передачи. Для компенсации вышеуказанных искажений на входе упомянутого передатчика заранее формируется характеристика нелинейного искажения, противоположная характеристике нелинейного искажения, свойственной выходному усилителю высокого уровня мощности в составе упомянутого передатчика. Характеристика нелинейного искажения, формируемая в блоке предыскажений, взаимно компенсируется с характеристикой искажения выходного усилителя высокого уровня мощности, включенного на выходе блока предыскажений. Уровень выходной мощности выходного усилителя при использовании в передатчике системы радиосвязи регулируется в соответствии с входным уровнем приемника системы радиосвязи, т. е. используется функция автоматической регулировки мощности. При этом характеристика искажения выходного усилителя высокого уровня мощности изменяется в соответствии с изменением выходного уровня и, соответственно, изменяется характеристика искажения блока предыскажений.

На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая принцип выполнения обычного блока предыскажений 1, а на фиг. 2 - блок-схема передатчика, формирующего на выходе линеаризованный сигнал с использованием блока предыскажений по фиг. 1. В данном случае блок предыскажений 1 изменяет свою характеристику искажения в зависимости от его выходного уровня. Здесь напряжение управления искажением V_с изменяет характеристику искажения блока предыскажений 1.

Функционирование блока предыскажений 1 будет описано со ссылками на фиг. 1. Блок предыскажений 1 принимает сигнал модуляции А в качестве своего входного сигнала. Затем принятый сигнал модуляции А усиливается в первом усилителе для обеспечения достаточной степени искажения в генераторе искажений 12. Затем делитель мощности 4 делит мощность и подает поделенную мощность на компенсатор задержки 6 и генератор искажений 12. Генератор искажений 12 имеет характеристику искажений третьего порядка и осуществляет функцию искажения. После этого выходной сигнал генератора искажений 12 прикладывается к блоку регулировки искажений 14, где регулируется величина и фаза искажения, после чего сигнал с измененной величиной и фазой может быть объединен с сигналом с выхода компенсатора задержки 6 в сумматоре мощности 8. В этот момент сигнал искажений по отношению к сигналу компенсации задержки имеет разность фаз 180^o относительно характеристики искажения выходного усилителя, подлежащего компенсации. После того как выходной сигнал сумматора мощности 8 усилится во втором усилителе 10 в той же степени, что и в первом усилителе 2, усиленный выходной сигнал выдается на выход в качестве искаженного сигнала модуляции В. Спектр частот сигнала модуляции А в виде входного сигнала сумматора мощности 8 и искаженного сигнала модуляции В в виде его выходного сигнала показан на фиг. 1.

Процесс предыскажений, реализуемый в блоке предыскажений 1 по фиг. 1, осуществляется в полосе промежуточных частот.

Как показано на фиг. 2, искаженный сигнал В, полученный на выходе блока предыскажений по фиг. 1, например в полосе промежуточных частот, подается на вход выходного усилителя 22 полосы радиочастот после прохождения через повышающий преобразователь 20 и компенсируется характеристикой нелинейного искажения выходного усилителя 22, так что на направленный ответвитель 24 может быть подан линеаризованный радиосигнал В.

В этот момент напряжение управления искажением V_c подается на блок предыскажений (фиг. 2) для изменения характеристики искажения в зависимости от выходного уровня блока предыскажений 1. Процесс генерирования напряжения управления искажением Vc состоит в следующем. Направленный ответвитель 24 делит выходной сигнал выходного усилителя 22 и подает поделенный выходной сигнал на местный понижающий преобразователь 30. Радиосигнал с выхода направленного ответвителя 24 преобразуется в полосу промежуточных частот с помощью местного понижающего преобразователя 30 и выдается через полосовой фильтр 32 в качестве сигнала интермодуляции. Полосовой фильтр 32 выполняет полосовую фильтрацию для минимизации мощности сигнала интермодуляции. Сигнал интермодуляции в качестве выходного сигнала полосового фильтра 32 служит для определения уровня мощности в детекторе уровня мощности 34. Контроллер 36 обеспечивает подачу напряжения управления искажением V_c на блок предыскажения 1 в ответ на полученный уровень мощности.

Кроме того, как показано на фиг. 2, гетеродин 28 обеспечивает формирование гетеродинирующего сигнала, а делитель мощности 26 обеспечивает подачу гетеродинирующего сигнала гетеродина 28 на повышающий преобразователь 20 и на местный понижающий преобразователь 30.

Однако к недостаткам передатчика, показанного на фиг. 2, следует отнести то, что он обязательно должен выполняться с использованием дополнительных схем, таких как локальный понижающий преобразователь 30, полосовой фильтр 32, детектор уровня мощности 34 и контроллер 36 для обеспечения подачи на блок предыскажений 1 сигнала управления искажением V_c для изменения характеристики искажения в соответствии с выходным уровнем. Таким образом, невозможно программируемым образом изменять характеристики блока предыскажений в зависимости от характеристики искажения выходного усилителя.

Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание устройства и способа программируемого изменения характеристики искажения блока предыскажений в соответствии с характеристикой искажения выходного усилителя в передатчике.

Задачей изобретения является также создание устройства и способа преобразования интермодуляционной составляющей сигнала в цифровые данные в соответствии с изменением выходного уровня передатчика, запоминания цифровых данных и затем управления характеристикой искажения для формирования напряжения управления искажением для обеспечения искажения, согласованного с изменением выходного уровня.

Для достижения указанного результата в настоящем изобретении предусматривается устройство для управления нелинейной характеристикой искажения блока предыскажений передатчика системы радиосвязи, включающего в себя блок предыскажений для формирования нелинейной характеристики искажения, противоположной нелинейной характеристике искажения, свойственной выходному усилителю, и повышающий преобразователь для преобразования выходной частоты блока предыскажений в полосу радиочастот и выдачи преобразованной частоты на выходной усилитель. Упомянутое устройство в соответствии с изобретением содержит блок контроля для контроля выходного уровня выходного усилителя, блок памяти для предварительного запоминания нелинейных характеристик искажения блока предыскажений в виде цифровых данных, контроллер искажения для выдачи на выход и управления цифровыми данными заданной нелинейной характеристики искажения, хранящимися в блоке памяти, в соответствии с выходным уровнем блока контроля и цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) для преобразования цифровых данных нелинейной характеристики искажения, выданных контроллером искажения, в аналоговый сигнал и для подачи преобразованных данных на блок предыскажений.

Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется в нижеследующем подробном описании со ссылками на иллюстрирующие его чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые или сходные компоненты.

На фиг. 1 представлена блок-схема общеизвестного блока предыскажений.

На фиг. 2 представлена блок-схема передатчика, обеспечивающего выработку линеаризованного радиосигнала с использованием блока предыскажений по фиг. 1.

На фиг. 3 представлена блок-схема радиопередатчика, обеспечивающего подачу напряжения управления искажением на блок предыскажений, в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 4 представлена блок-схема блока предыскажений для измерения напряжения управления искажением, используемого для преобразования нелинейной характеристики в данные.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
В последующем описании конкретные детальные признаки, такие как компоненты и частоты конкретной схемы, использованы для обеспечения более глубокого понимания настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники должно быть ясно, что изобретение может быть реализовано и без использования этих конкретных признаков. Детальное описание известных функций и конструкций, несущественных с точки зрения изложения сущности настоящего изобретения, будет опущено.

На фиг. 3 представлена блок-схема радиопередатчика для обеспечения подачи напряжения управления искажением на блок предыскажений согласно настоящему изобретению. В устройстве по фиг. 3 блок предыскажений 1, повышающий преобразователь 20, выходной усилитель 22 и гетеродин 28 те же самые, что и в устройстве по фиг. 1. Однако согласно настоящему изобретению устройство по фиг. 3 также содержит электрически-стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ) 42 в качестве блока памяти для преобразования нелинейной характеристики искажения в данные и хранения этих данных, ЦАП 40 для преобразования выходных данных ЭСППЗУ 42 в аналоговый сигнал и подачи напряжения управления искажением V_с на блок предыскажений 1, блок контроля 44 для контроля выходного сигнала выходного усилителя 22 и контроллер искажений 46 для управления ЭСППЗУ 42 для осуществления управления искажением в зависимости от контролируемого значения с блока контроля 44.

В соответствии с настоящим изобретением прежде всего устанавливается заданный выходной уровень выходного усилителя 22 с использованием сигнала управления выходной мощностью, измеряется напряжение управления искажением V_c согласованно с амплитудой и фазой искажения для компенсации установленного выходного уровня и измеренное напряжение преобразуется в цифровые данные. Учитывая все выходные уровни выходного усилителя 22, каждое напряжение управления искажением V_с измеряется и измеренные напряжения преобразуются в цифровые данные. Соответственно, когда все напряжения управления искажениями преобразованы в цифровые данные, цифровые данные преобразуются в данные ЭСППЗУ для их отображения в ЭСППЗУ 42. В данный момент сигнал контроля выходной мощности может быть использован в качестве адреса ЭСППЗУ 42.

В таблице приведены примеры того, как сигнал контроля выходной мощности, напряжение управления искажением и данные ЭСППЗУ, использованные в качестве адреса ЭСППЗУ 42, отображаются в ЭСППЗУ 42.

В приведенной таблице для получения данных ЭСППЗУ напряжение управления искажением должно быть измерено в соответствии с выходным уровнем выходного усилителя 22. Для осуществления этого настоящее изобретение предусматривает систему, показанную на фиг. 4.

Сначала после установки системы двухтональный или трехтональный сигнал в качестве сигнала модуляции (входного сигнала) подается на блок предыскажений 1. Оператор пассивно регулирует значение сопротивления переменного резистора 52 для изменения значения сигнала управления искажением V_c и наблюдает спектр мощности выходного усилителя 22 с помощью анализатора спектра 54. После этого оператор измеряет сигнал контроля выходной мощности после того, как подавление интермодуляционного сигнала превысит 60 дБ мВт. Измеренный сигнал контроля выходной мощности преобразуется в значение двоичного сигнала и отображается в ЭСППЗУ 42.

Далее будет описано выполнение предыскажения после отображения данных в ЭСППЗУ 42. Когда блок контроля 44 контролирует выходной уровень выходного усилителя 22 и подает проконтролированный уровень на контроллер искажения 46, контроллер искажения 46 подает адрес в виде сигнала контроля выходного уровня, соответствующего этому уровню, на ЭСППЗУ 42. Данные из ЭСППЗУ 42 выводятся на ЦАП 40 в соответствии с адресом, как показано в таблице. ЦАП 40 преобразует данные ЭСППЗУ в аналоговый сигнал. Аналоговый сигнал в качестве сигнала управления искажением V_c, соответствующего данным из ЭСППЗУ 42, подается на блок предыскажений 1.

Как следует из вышеописанного, настоящее изобретение за счет использования блока памяти для выработки напряжения управления искажением обеспечивает следующие преимущества. Во-первых, напряжение управления искажением в выходном сигнале может быть получено без использования дополнительных схем, подобных использованным в известном устройстве, таким как местный понижающий преобразователь, полосовой фильтр, детектор уровня мощности и контроллер. Во-вторых, характеристика искажения блока предыскажений может быть точно согласована с характеристикой искажения выходного усилителя. В-третьих, характеристика искажения, формируемая в повышающем преобразователе, в понижающем преобразователе и усилителе, может быть преобразована в цифровые данные для обеспечения ее компенсации в достаточной степени.

Таким образом, следует иметь в виду, что изобретение не ограничено конкретным вариантом выполнения, раскрытым в настоящем описании в качестве наилучшего режима осуществления настоящего изобретения. Напротив, настоящее изобретение ограничивается не конкретными вариантами осуществления, а определяется в соответствии с тем, как оно раскрыто в формуле изобретения.

Устройство для управления нелинейной характеристикой искажений блока предыскажений в передатчике системы радиосвязи включает в себя блок предыскажений (БП) (1) для предварительного формирования нелинейной характеристики искажения, противоположной нелинейным характеристикам искажений, возникающим в выходном усилителе (У) (22), и повышающий преобразователь (20) для преобразования выходной частоты блока предыскажений в полосу радиочастот и выдачи преобразованной частоты на выходной У (22), блок контроля (БК) (44) для контроля выходного уровня выходного У (22), блок памяти (БП) (42) для предварительного запоминания нелинейных характеристик искажений БП (1) в виде цифровых данных, контроллер искажений (КИ) (46) для выдачи и управления цифровыми данными определенной нелинейной характеристики искажений, хранящимися в БП (42) в соответствии с выходным уровнем БК (44), и цифроаналоговый преобразователь (40) для преобразования цифровых данных нелинейной характеристики искажения, выданных КИ (46), в аналоговый сигнал и подачи преобразованных данных на БП (1). Технический результат: повышение точности согласования характеристики искажения БП (1) с характеристикой искажения выходного У (22). 3 с. и 2 з. п. ф-лы, 4 ил. , 1 табл.

1. Устройство для управления нелинейной характеристикой искажения блока предыскажений в передатчике системы радиосвязи, содержащее упомянутый блок предыскажений для предварительного формирования нелинейной характеристики искажения, противоположной нелинейным характеристикам искажений, возникающих в выходном усилителе, и повышающий преобразователь для преобразования выходной частоты упомянутого блока предыскажений в полосу радиочастот и выдачи преобразованной частоты на выходной усилитель, отличающееся тем, что содержит блок контроля для контроля выходного уровня упомянутого выходного усилителя, блок памяти для предварительного запоминания нелинейных характеристик искажений упомянутого блока предыскажений в виде цифровых данных, контроллер искажений для выдачи и управления цифровыми данными данной нелинейной характеристики искажения, хранящейся в упомянутом блоке памяти, в соответствии с выходным уровнем упомянутого блока контроля, и цифроаналоговый преобразователь для преобразования цифровых данных нелинейной характеристики искажения, выданной контроллером искажений, в аналоговый сигнал и подачи преобразованных данных на блок предыскажений. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутый блок памяти предназначен для отображения данных электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭСППЗУ) в соответствии с упомянутым выходным уровнем, как показано в табл. 1 (см. графическую часть). 3. Способ управления нелинейной характеристикой искажения блока предыскажений в передатчике системы радиосвязи, отличающийся тем, что включает следующие этапы: (а) после установки передатчика приложение двухтонального сигнала в качестве сигнала модуляции к блоку предыскажений; (б) пассивную регулировку величины напряжения управления искажением для регулирования нелинейных характеристик искажения в упомянутом блоке предыскажений и приложение отрегулированной величины к блоку предыскажений в ответ на этап (а); (в) анализ энергетического спектра выходного уровня, формируемого в выходном усилителе передатчика в ответ на этапы (а) и (б); (г) измерение сигнала контроля выходной мощности выходного усилителя после подавления нелинейной характеристики искажения в достаточной степени на этапе (в); (д) преобразование сигнала контроля выходной мощности в цифровые данные в соответствии с напряжением управления искажением и запоминание преобразованных данных в блоке памяти; (е) выдача определенных цифровых данных блока памяти в ответ на сигнал контроля выходного уровня выходного усилителя в соответствии с сигналом модуляции, поданным на блок предыскажений; и (ж) преобразование цифровых данных, полученных на этапе (е), в аналоговое напряжение управления искажением и приложение указанного напряжения управления искажением к блоку предыскажений. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что этап (г) выполняют путем измерения сигнала контроля выходной мощности выходного усилителя после того, как подавление спектра нелинейной характеристики искажения на этапе (в) превысит 60 дБ мВт. 5. Устройство для хранения в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) цифровых данных для управления нелинейной характеристикой искажений блока предыскажений в передатчике радиосвязи, отличающееся тем, что содержит двухтональный генератор для генерирования двухтонального сигнала, имеющего тот же самый состав, что и сигнал модуляции, прикладываемый к блоку предыскажений, генератор сигнала управления искажениями для генерирования сигнала управления искажениями, изменяемого оператором, блок предыскажений для выполнения предыскажения с входами сигнала управления искажением генератора сигнала управления искажением и двухтонального сигнала упомянутого генератора двухтонального сигнала, повышающий преобразователь частоты для преобразования выходной частоты блока предыскажений в полосу радиочастот, выходной усилитель для усиления выходного сигнала повышающего преобразователя частоты с характеристикой искажения, противоположной упомянутому предыскажению, и для выдачи усиленного сигнала, и анализатор спектра для анализа уровня мощности выходного усилителя посредством энергетического спектра, измерения сигнала контроля выходного уровня после формирования максимального подавления интермодуляционного сигнала, преобразования измеренного сигнала контроля выходной мощности в двоичное логическое значение и отображения преобразованного сигнала в упомянутое ПЗУ.