專利名稱：在補(bǔ)償反饋系統(tǒng)中具有降低的a/d動(dòng)態(tài)范圍要求的裝置的制作方法
在補(bǔ)償反饋系統(tǒng)中具有降低的A／D動(dòng)態(tài)范圍要求的裝置本發(fā)明大體涉及數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，并且具體涉及用于校正放大器中所產(chǎn)生的失真的系統(tǒng)中的反饋部分。
各種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)需要放大信息信號(hào)。一般而言，信息數(shù)據(jù)流是以數(shù)字格式產(chǎn)生或提供的，并被轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。模擬信號(hào)然后作為輸入提供給大功率放大器。放大器使信號(hào)失真。
一種校正放大器失真效果的方法是在將信號(hào)作為輸入提供給放大器之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真。為了對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，對(duì)放大器的輸出進(jìn)行采樣，確定預(yù)失真的信號(hào)是否能精確地補(bǔ)償放大器的失真效果，并且如果必要的話，調(diào)節(jié)預(yù)失真，以便改進(jìn)補(bǔ)償。從放大器耦連一條反饋線，以便沿著反饋路徑輸送采樣。
在反饋路徑末端有一個(gè)裝置，用于進(jìn)行與預(yù)失真有關(guān)的確定和調(diào)節(jié)。該確定／調(diào)節(jié)裝置以數(shù)字格式工作。于是，將反饋采樣信號(hào)從模擬格式(如在放大器輸出端的那樣)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器位于反饋路徑上以完成轉(zhuǎn)換。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器必須具有足夠大的帶寬和動(dòng)態(tài)范圍，以適應(yīng)輸入到模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號(hào)使得不丟失數(shù)據(jù)。
本發(fā)明包括一種用于補(bǔ)償在數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的放大器中產(chǎn)生的失真的裝置，該系統(tǒng)提供一種包含源信息數(shù)據(jù)的基于源的數(shù)字信號(hào)，并且將基于源的信號(hào)從數(shù)字格式轉(zhuǎn)換為模擬格式以輸入到放大器，該放大器提供包含基于源的部分和放大器失真部分的模擬輸出信號(hào)，所述裝置包括用于對(duì)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并且用于沿反饋路徑提供指示輸出信號(hào)的采樣信號(hào)的采樣器裝置；位于反饋路徑上的用于將輸入的信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的轉(zhuǎn)換器裝置；在反饋路徑末端的用于利用指示放大器輸出信號(hào)的放大器失真部分的反饋數(shù)據(jù)對(duì)源信息進(jìn)行操作的校正器裝置；以及位于所述轉(zhuǎn)換器裝置上游的反饋路徑上的用于從采樣信號(hào)中去除基于源的部分并且將只包含放大器失真部分的采樣信號(hào)提供給所述轉(zhuǎn)換器裝置以便轉(zhuǎn)換到數(shù)字格式的去除器裝置。
方便的是，該系統(tǒng)提供一種包含源信息數(shù)據(jù)的基于源的數(shù)字信號(hào)。該系統(tǒng)將基于源的信號(hào)從數(shù)字格式轉(zhuǎn)換為模擬格式以便輸入到放大器中。放大器提供包含基于源的部分和放大器失真部分的模擬輸出信號(hào)。該裝置包括用于對(duì)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并且沿反饋路徑提供指示輸出信號(hào)的采樣信號(hào)的采樣器裝置。
有利的是，位于反饋路徑上的轉(zhuǎn)換器裝置將輸入的信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。處于反饋路徑末端的校正器裝置利用指示放大器輸出信號(hào)的放大器失真部分的反饋數(shù)據(jù)對(duì)源信息進(jìn)行操作。位于轉(zhuǎn)換器裝置上游的反饋路徑上的去除器裝置從采樣信號(hào)中去除基于源的部分并且將只包含放大器失真部分的采樣信號(hào)提供給轉(zhuǎn)換器裝置以便轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。
下在參照附圖以示例方式描述本發(fā)明。


圖1是一種裝置的示意圖；以及圖2是圖1所示的裝置中用于對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真的示例裝置的示意圖。
圖1示出具有降低的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換容量要求的通過采用反饋路徑對(duì)信號(hào)失真進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置10。以數(shù)字格式從數(shù)據(jù)信號(hào)源2向裝置10提供信息信號(hào)。源2可以是任何適當(dāng)?shù)脑?，比如高清晰度電?HDTV)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的一部分。
HDTV系統(tǒng)具有大的數(shù)據(jù)速率，并且具有高的錯(cuò)誤避免／消除措施。在最佳實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的裝置10是HDTV系統(tǒng)中的針對(duì)于錯(cuò)誤避免／消除措施的方案的一部分。后文中，適當(dāng)情況下，在HDTV系統(tǒng)的環(huán)境下討論裝置10，以幫助說明本發(fā)明。
在裝置10中，從源12向預(yù)失真校正器14提供信息信號(hào)。預(yù)失真校正器14工作以便對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，其目的說明如下。將預(yù)失真后的信息信號(hào)提供給數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)16，以便轉(zhuǎn)換為模擬格式?，F(xiàn)在，模擬的預(yù)失真信息信號(hào)經(jīng)過低通濾波器18以去除偽信號(hào)分量。
信息信號(hào)(模擬的、經(jīng)過濾波的、預(yù)失真的信號(hào))由本機(jī)振蕩器22所驅(qū)動(dòng)的增頻變頻器20增頻。經(jīng)過增頻之后，將信息信號(hào)(增頻后的，模擬的等)提供給HDTV系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)24。在發(fā)射機(jī)24內(nèi)，大功率放大器26對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行放大，并且將放大后的信號(hào)提供給天線28以便從其廣播發(fā)射。
作為放大器26內(nèi)信息信號(hào)放大處理產(chǎn)生的不需要的后果是，信號(hào)由放大器26失真。由預(yù)失真校正器14對(duì)信息信號(hào)進(jìn)行的預(yù)失真補(bǔ)償了放大器26造成的失真。為了確定應(yīng)施加到信息信號(hào)上的預(yù)失真，并且為了監(jiān)視預(yù)失真的效果，在放大器26的輸出端由裝置30耦連一個(gè)模擬采樣信號(hào)并且提供到限定反饋路徑的連線上。
沿著反饋路徑，采樣信號(hào)由驅(qū)動(dòng)增頻變頻器20的同一本機(jī)振蕩器22驅(qū)動(dòng)的降頻變頻器32降頻。在反饋路徑的此點(diǎn)上(即，降頻變頻器32的輸出端)，反饋采樣信號(hào)是模擬的，并且包含預(yù)失真信息部分和放大器引起的失真部分。降頻變頻器32的輸出端連接到求和裝置36的第一輸入端34。第一輸入端34是減法輸入端，反饋采樣信號(hào)作為負(fù)量提供給求和裝置36內(nèi)的加法功能塊。
繼續(xù)沿著反饋路徑，求和裝置36的輸出38提供給模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)40，它將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40的輸出是數(shù)字格式信號(hào)，該信號(hào)提供給預(yù)失真校正器14。在預(yù)失真校正器14中，對(duì)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40所提供的數(shù)字格式信號(hào)進(jìn)行分析，確定是否補(bǔ)償放大器引起的失真。
該裝置的預(yù)失真校正器14是在數(shù)據(jù)流上的。對(duì)源2的后續(xù)輸入信息信號(hào)的預(yù)失真是在有關(guān)對(duì)先前信息信號(hào)的放大器引起的失真進(jìn)行補(bǔ)償?shù)拇_定(即先前信息信號(hào)的預(yù)失真的有效性)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
象HDTV這樣的具有相當(dāng)大的數(shù)據(jù)位速率的系統(tǒng)必須具有能夠處理位速率的部件。具體地說，為了有效地適應(yīng)放大器26所引起的失真，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40必須能夠適應(yīng)輸入到其中的信號(hào)的帶寬和動(dòng)態(tài)范圍。
為了降低模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40的帶寬和范圍要求，求和裝置36去除反饋采樣信號(hào)的預(yù)失真信息部分。具體地說，在低通濾波器18的輸出端(即從數(shù)據(jù)流耦連出)與求和裝置36的第二正向輸入端46之間連接一個(gè)可變延遲裝置44，使得將信息信號(hào)提供到求和裝置的第二輸入端。該延遲裝置44將信息信號(hào)“保持”一段時(shí)間，然后延遲裝置將信息信號(hào)提供到求和裝置36。
加到信息信號(hào)上的時(shí)間延遲使得在求和裝置36的第二正向輸入端46上提供的信號(hào)，相對(duì)于在兩個(gè)所提供的信號(hào)之間所含的信息部分而言，與在求和裝置的第一減法輸入端34上提供的反饋采樣信號(hào)“同步”。提供到求和裝置36的反饋采樣信號(hào)是同時(shí)提供給求和裝置的信息信號(hào)的放大器失真版本。延遲裝置44所施加的時(shí)間延遲是可變的，以適應(yīng)增頻、放大和降頻處理中的時(shí)間變化。
在求和裝置36中，將兩個(gè)輸入“相加”(即，將“負(fù)量”采樣信號(hào)加到信息信號(hào)上)。于是，從采樣信號(hào)中去除了源數(shù)據(jù)部分，并且在輸出端38提供采樣信號(hào)的剩余部分(即含有放大器26所引起的失真的部分)。在所說明的實(shí)施方式中，在輸出端38提供的剩余部分信號(hào)是負(fù)量。將輸出端38作為負(fù)量提供在預(yù)失真校正器14的下游是有益的(例如經(jīng)過減法用于比較)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，可以采用不同類型的求和裝置36，使得從采樣信號(hào)中減去信息信號(hào)，并且輸出端38將具有正量。
在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40中，只將采樣信號(hào)的失真部分(由放大器26所引起)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。不需要模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40具有一個(gè)帶寬和動(dòng)態(tài)范圍以既轉(zhuǎn)換預(yù)失真的源數(shù)據(jù)信號(hào)又轉(zhuǎn)換放大器26所引起的失真。于是，將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40的“尺寸”選擇為只適應(yīng)反饋采樣信號(hào)中的放大器引起的失真部分，并且模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器40不具有處理反饋采樣信號(hào)中的預(yù)失真信息部分的轉(zhuǎn)換的額外能力。
預(yù)失真校正器14內(nèi)各部件的例子示于圖2。該預(yù)失真校正器14例子包括沿著數(shù)據(jù)流的一個(gè)實(shí)-復(fù)轉(zhuǎn)換器50、一個(gè)求和裝置52以及一個(gè)復(fù)-實(shí)轉(zhuǎn)換器54。在反饋路徑上，預(yù)失真校正器14包括一個(gè)實(shí)-復(fù)轉(zhuǎn)換器56以及一個(gè)自適應(yīng)線性校正算法塊58。求和裝置52以及校正算法塊58的操作是在復(fù)數(shù)域(I和Q)內(nèi)進(jìn)行的。
實(shí)-復(fù)轉(zhuǎn)換器50將第一輸入提供到求和裝置52，并且也將輸入信息提供到校正算法塊58。在校正算法塊58內(nèi)，對(duì)放大器26引起的失真進(jìn)行分析，并且提供適當(dāng)?shù)男Ｕ?。在校正算法塊58的一個(gè)最佳實(shí)施方式中，提供一個(gè)查找表，它包含校正值，并且從該表中選擇校正值。將適當(dāng)?shù)男Ｕ底鳛榈诙斎胩峁┑角蠛脱b置52。從求和裝置52輸出校正的或預(yù)失真的信息信號(hào)。
描述了一種通過采用反饋路徑用于補(bǔ)償信號(hào)失真的裝置，它具有降低的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換能力要求。在一個(gè)實(shí)施方式中，該裝置是具有對(duì)信息信號(hào)失真的模擬放大器的發(fā)射系統(tǒng)的一部分。在放大之前，以數(shù)字格式提供經(jīng)過數(shù)字化處理的信息信號(hào)，并且將其轉(zhuǎn)換為模擬格式輸入到放大器。從放大器的輸出端耦連一個(gè)采樣信號(hào)，并且沿反饋路徑提供。模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器位于反饋路徑上。預(yù)失真校正器位于反饋路徑末端。預(yù)失真校正器利用指示放大器失真的反饋數(shù)據(jù)對(duì)源信息進(jìn)行操作。將信息信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真，以補(bǔ)償放大器的失真。求和裝置位于反饋路徑上，處于模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的上游。
權(quán)利要求
權(quán)利要求書1．一種用于補(bǔ)償在數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的放大器中產(chǎn)生的失真的裝置，該系統(tǒng)提供一種包含源信息數(shù)據(jù)的基于源的數(shù)字信號(hào)，并且將基于源的信號(hào)從數(shù)字格式轉(zhuǎn)換為模擬格式以輸入到放大器，該放大器提供包含基于源的部分和放大器失真部分的模擬輸出信號(hào)，所述裝置包括用于對(duì)放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣并且用于沿反饋路徑提供指示輸出信號(hào)的采樣信號(hào)的采樣器裝置；位于反饋路徑上的用于將輸入的信號(hào)從模擬格式轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式的轉(zhuǎn)換器裝置；在反饋路徑末端的用于利用指示放大器輸出信號(hào)的放大器失真部分的反饋數(shù)據(jù)對(duì)源信息進(jìn)行操作的校正器裝置；以及位于所述轉(zhuǎn)換器裝置上游的反饋路徑上的用于從采樣信號(hào)中去除基于源的部分并且將只包含放大器失真部分的采樣信號(hào)提供給所述轉(zhuǎn)換器裝置以便轉(zhuǎn)換到數(shù)字格式的去除器裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述去除器裝置包括一種接收兩個(gè)輸入的器件，第一個(gè)輸入是包含基于源的部分和放大器失真部分的采樣信號(hào)，第二個(gè)輸入是基于源的信號(hào)，所述器件包括用于從一個(gè)輸入中減去另一個(gè)輸入的裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，包括用于向所述器件提供第二輸入的基于源的信號(hào)裝置，其中所述基于源的信號(hào)裝置包括與放大器上游的數(shù)據(jù)流耦連的裝置。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述基于源的信號(hào)裝置包括用于將基于源的信號(hào)延遲一段時(shí)間的延遲裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中所述延遲裝置包括用于對(duì)基于源的信號(hào)進(jìn)行延遲的裝置，使得作為所述器件的第二輸入而提供的基于源的信號(hào)與作為所述器件的第一輸入而提供的采樣信號(hào)相對(duì)于在兩個(gè)所提供的信號(hào)中所含的信息部分而對(duì)應(yīng)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中作為所述器件的第一輸入而提供的采樣信號(hào)是作為所述器件的第二輸入而同時(shí)提供的基于源的信號(hào)的放大器失真版本。
7．根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)的裝置，其中所述器件是一個(gè)求和器件。
8．根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的裝置，其中所述轉(zhuǎn)換器裝置具有足以適應(yīng)只包含放大器失真部分的采樣信號(hào)而不足以適應(yīng)包含基于信息的部分和放大器失真部分的采樣信號(hào)的轉(zhuǎn)換能力。
全文摘要
一種通過采用反饋路徑用于補(bǔ)償信號(hào)失真的裝置,它具有降低的模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換能力要求。在一個(gè)實(shí)施方式中,該裝置是具有對(duì)信息信號(hào)失真的模擬放大器的發(fā)射系統(tǒng)的一部分。在放大之前,以數(shù)字格式提供經(jīng)過數(shù)字化處理的信息信號(hào),并且將其轉(zhuǎn)換為模擬格式輸入到放大器。從放大器的輸出端耦連一個(gè)采樣信號(hào),并且沿反饋路徑提供。模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器位于反饋路徑上。預(yù)失真校正器位于反饋路徑末端。預(yù)失真校正器利用指示放大器失真的反饋數(shù)據(jù)對(duì)源信息進(jìn)行操作。將信息信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真,以補(bǔ)償放大器的失真。求和裝置位于反饋路徑上,處于模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換器的上游。
文檔編號(hào)H04B1/04GK1204898SQ9811518
公開日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者埃德溫·雷·特威切爾 申請(qǐng)人:哈里公司