CN101216526A - 前馈环路同步检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电子及无线通信技术领域，涉及一种前馈环路同步检测电路，其特征是：该装置包括相噪信号源、待测前馈环路和测量分析计算电路，相噪信号源由两路电路经调相器输出，待测前馈环路将所述的相噪信号输出至待测前馈环路的功分器输入端，功分器将相噪信号分为两路，分别将信号放大与延时后在抵消处两信号汇合，将该两路信号输入至测量分析计算电路部分进行测量、分析处理。本发明简单有效，可降低测量成本和生产成本，操作简单，效率高，便于前馈功放批量生产及调试。

Description

前馈环路同步检测装置
技术领域
本发明属于电子及无线通信技术领域，特别涉及一种前馈环路同步检测电路。
背景技术
现代无线通信日益朝着增大信息容量，提高信道的频谱利用率以及提高线性度的方向迅猛发展。这就对高频功率放大器的频带宽度、线性度和效率提出了更高的要求。一般常用的线性化技术包括：功率回退、预失真、前馈等，其中，前馈技术，由于其具有高校准精度，高稳定度以及不受带宽限制等优点，成为了改善宽带信号线性度时所采用的主要技术。
前馈技术是从经过放大的输出信号中提取互调失真信号，再将其反相放大后与输出信号混合，从而达到抵消失真信号，改善线性的目的。
参见图1，该放大器由环路1和环路2组成，双音信号通过大功率放大器(主功放)时产生失真，经耦合器耦合后的失真信号与通过经第一延时延时后的输入信号抵消，在第一环路中把失真信号分离出来，然后再在第二个环中实现失真抵消。抵消，从数学角度讲，是在两个同一频率、相等振幅的信号相减，其结果是振幅为零或为-∞dBm。但实际应用中抵消的过程是通过信号向量相加而得到的，即信号的振幅相等但相位相反，在宽带范围抵消，是在频带内的向量抵消，其信号必须满足：1、相等的振幅；2、180度相位差；3、相等的延迟。
综述，前馈技术的核心——信号抵消必须满足以上三个条件，即：图1中的A到B与C到D和E到F与G到H，必须分别保证相同的增益、相同的延迟及180度相位差。在调试前馈功放时，要满足保证以上三个条件，传统方法是需要价格昂贵的高精度矢量网络分析仪，分别对其4个通路的3个指标(振幅、相位、延迟)测量，在调试调整前馈功放后，还需再进行分别测量，以保证通路相等。该方法存在着：
1、测量成本高；
2、操作繁杂；
3、效率低下；
4、不能自动计算通路偏差量；
5、不适合大批量生产时调试。
因此，有必要发明设计一个适合于前馈放大器环路同步的自动检测装置。
发明内容
本发明的主要目的在于解决现有测试方法中所存在的复杂、测试成本高等缺陷，提供一种简单有效的成本低廉的测试方法，不仅能够测试前馈功放环路***的是否同步，并能自动计算出前馈环路两通路的幅移量ΔA及相移量Δφ，使得调试前馈功放环路同步简单有效，降低调试难度，测试成本低廉，适合大批量生产时调试使用。
本发明通过以下过程实现：前馈环路同步检测装置包括相噪信号源、待测前馈环路和测量分析计算电路，下面分别阐述：
所述的相噪信号源由两路电路经调相器输出，一路为依次连接有参考频率振荡器、锁相环、环路滤波器、压控振荡器的电路，另一路为依次连接有噪声发生器、带通波器的电路，所述的待测前馈环路将所述的相噪信号输出至所述的待测前馈环路的功分器输入端，功分器将相噪信号分为两路，分别将信号放大与延时后在抵消处两信号汇合，将该两路信号输入至测量分析计算电路部分，所述的测量分析计算电路包括数控调相器、数控调幅器、功分器、混频器、正交移相器、放大器、模数转换、单片机及显示部分。
待测的两路信号，一路经正交移相器后，输出两路相位差90°的正交信号再分别送至用于幅度、相位检测的混频器的RF端，另一路信号经过数控调相器和数控调幅器后送入功分器，分配成两个相等幅度和相位的信号，送至混频器的LO端，与另一路送至混频器的正交信号进行混频，假设由于前馈环路的不同步，则在混频器的IF端分别产生得到一个仅与信号幅度偏差的相关参量ΔA及一个仅与信号相位偏差的相关参量Δφ，幅度相差电压ΔA和相位相差电压Δφ再经过两个高速率宽带运算放大器放大后，由模数转换器将其两个电压转换成数字信号送至单片机进行判断处理，单片机通过自动改变数控调相器和数控调幅器，再判断幅度相差电压ΔA和相位相差电压Δφ值，即可计算前馈环路两通路的幅度、相位、延时偏差量，由此可算出校正通路同步的所需的延迟线长度及幅度衰减的电阻值大小，再送至显示设备输出。
实际用于生产调试表明，本发明简单有效，可降低测量成本和生产成本，操作简单，提高效率，便于前馈功放批量生产及调试。
附图说明
图1为前馈技术***结构图
图2为本发明的结构图
图3为相噪信号源的框图
具体实施方式
相噪信号源的框图如图3所示，参考频率振荡为锁相环提供一个参考频率，为锁相环路提供一个基准。锁相环作用是在有参考频率作用下能使环路处于一个振荡频率可调的稳定状态，能使压控振荡器稳定输出一个正弦信号，经调相器调制后输出；噪声发生器产生一个随机噪声电压，该电压通过一个带通波器后将噪声电压注入到调相器，通过调相器将噪声电压转化为相位噪声，使锁相环产生的正弦信号的相位随机可变，增加噪声电压就会增加相位噪声。该方法对锁相环环路滤波带宽没有限制，为了获得更短的锁定时间，环路滤波带宽尽可能要宽，这种方法的另外一个优点是相位噪声分布与压控振荡器增益无关，而由相位增益(KPHASE)决定，所以能性能稳定的输出一个相噪随机且很差的信号。
参见图2，该信号输出至待测前馈环路的功分器输入端，功分器将相噪信号分为两路，分别将信号放大与延时后在抵消处两信号汇合，将该两路信号输入至测量分析计算部分，由该部分进行测量及计算环路误差值。
测量分析计算部分包括数控调相器、数控调幅器、功分器、混频器、正交移相器、放大器、模数转换、单片机(MCU)及显示部分，下面分别叙述。
待测的两路信号，一路经正交移相器后，输出两路相位差90°的正交信号再分别送至用于幅度、相位检测的混频器的RF端。另一路信号经过数控调相器和数控调幅器后送入功分器，分配成两个相等幅度和相位的信号，送至混频器的LO端，与另一路送至混频器的正交信号进行混频，假设由于前馈环路的不同步，则在混频器的IF端分别产生得到一个仅与信号幅度偏差的相关参量ΔA及一个仅与信号相位偏差的相关参量Δφ。
幅度相差电压ΔA和相位相差电压Δφ再经过两个高速率宽带运算放大器放大后，由模数转换器将其两个电压转换成数字信号送至单片机(MCU)进行判断处理。单片机(MCU)通过自动改变数控调相器和数控调幅器，再判断幅度相差电压ΔA和相位相差电压Δφ值，即可计算前馈环路两通路的幅度、相位、延时偏差量，由此可算出校正通路同步的所需的延迟线长度及幅度衰减的电阻值大小，再送至显示设备输出。

Claims (2)

1.前馈环路同步检测装置，其特征是：该装置包括相噪信号源、待测前馈环路和测量分析计算电路，所述的相噪信号源由两路电路经调相器输出，一路为依次连接有参考频率振荡器、锁相环、环路滤波器、压控振荡器的电路，另一路为依次连接有噪声发生器、带通波器的电路，所述的待测前馈环路将所述的相噪信号输出至所述的待测前馈环路的功分器输入端，功分器将相噪信号分为两路，分别将信号放大与延时后在抵消处两信号汇合，将该两路信号输入至测量分析计算电路部分，所述的测量分析计算电路包括数控调相器、数控调幅器、功分器、混频器、正交移相器、放大器、模数转换、单片机及显示部分。
2.如权利要求1所述的前馈环路同步检测装置，其特征是：所述的测量分析计算电路中待测的两路信号，一路经正交移相器后，输出两路相位差90°的正交信号再分别送至用于幅度、相位检测的混频器的RF端，另一路信号经过数控调相器和数控调幅器后送入功分器，分配成两个相等幅度和相位的信号，送至混频器的LO端，与另一路送至混频器的正交信号进行混频，假设由于前馈环路的不同步，则在混频器的IF端分别产生得到一个仅与信号幅度偏差的相关参量ΔA及一个仅与信号相位偏差的相关参量Δφ，幅度相差电压ΔA和相位相差电压Δφ再经过两个高速率宽带运算放大器放大后，由模数转换器将其两个电压转换成数字信号送至单片机进行判断处理，单片机通过自动改变数控调相器和数控调幅器，再判断幅度相差电压ΔA和相位相差电压Δφ值，即可计算前馈环路两通路的幅度、相位、延时偏差量，由此可算出校正通路同步的所需的延迟线长度及幅度衰减的电阻值大小，再送至显示设备输出。
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