專利名稱：多模式調(diào)制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在至少兩個調(diào)制模式下由基帶信號來調(diào)制載波 信號的多模式調(diào)制設(shè)備以及方法。
背景技術(shù)：
己知調(diào)制系統(tǒng)用于基于基帶信號來調(diào)制載波信號，例如，基于要
在蜂窩通信系統(tǒng)中傳送的信息來調(diào)制射頻(RF)載波。
由于對譜效率的需求增長，可變包絡(luò)調(diào)制方法已經(jīng)變得越來越普 及。然而，可變包絡(luò)調(diào)制方法的缺點在于，傳統(tǒng)功率放大器(PA)可 能導(dǎo)致發(fā)射機設(shè)備(具體為類似終端設(shè)備的熱性能受限的設(shè)備)中的 熱量和/或運算時間問題。為了減輕這些問題，已經(jīng)開發(fā)了開關(guān)模式PA 來增加功率效率。然而，這些開關(guān)模式PA是極度非線性的，并且可 能因此導(dǎo)致失真增大。
D. C. Cox， "Linear Amplification with Non-linear Components", IEEE Transactions on Communications, COM-22, pp.1942 to 1945， December 1974描述了一種可變包絡(luò)調(diào)制系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用開關(guān)模式 PA作為LINC (具有非線性元件的線性放大)系統(tǒng)，其中，通過具有 恒定幅度并且僅具有相位變化的兩個信號來表示既具有幅度變化又具 有相位變化的任意帶通信號?？梢詥为毷褂霉β矢咝Х蔷€性放大器來 放大這兩個調(diào)角信號。然后，通過求和單元來組合這些放大器的輸出， 以產(chǎn)生期望的可變幅度信號。該系統(tǒng)的問題在于兩個非相干放大信號 的組合。
在脈寬調(diào)制(PWM)系統(tǒng)中，將原始信號編碼為具有變化寬度的 脈沖的二電平信號。該二電平信號的均值取決于期望的輸出信號，并 且可以通過濾波來提取。脈沖密度調(diào)制(PDM)是用于實現(xiàn)相同任務(wù) 的備選方式。通過sigma-ddta調(diào)制系統(tǒng)來啟用類似于上述PWM系統(tǒng)
的另一脈沖調(diào)制方法?？梢圆捎脦╯igma-delta調(diào)制器來將已調(diào)的正 弦載波轉(zhuǎn)換為二電平信號。
此外，在極化調(diào)制系統(tǒng)中，在PA處分別處理并且組合調(diào)幅(AM) 分量和調(diào)相(PM)分量。存在控制PA的若干種方式。 一類現(xiàn)有的極 化調(diào)制方案是在其中通過調(diào)制PA的電源電壓來添加AM分量的方案。 為了實現(xiàn)高功率效率，應(yīng)該經(jīng)由高效開關(guān)直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器 來進(jìn)行這種電源電壓調(diào)制。然而，實現(xiàn)高調(diào)制帶寬并且擺脫開關(guān)波動 是困難的。第二類現(xiàn)有的極化調(diào)制方案是在其中利用二電平PWM信 號來驅(qū)動開關(guān)PA的輸入的方案，該二電平P麗信號是通過將AM和 PM己調(diào)載波信號與基頻至少是載波頻率兩倍的三角(或鋸齒)信號 進(jìn)行比較而產(chǎn)生的。這個方案導(dǎo)致了高的PA開關(guān)頻率(過采樣)以 及對于三角(或鋸齒)信號的嚴(yán)重線性化要求。此外，在進(jìn)行PWM 轉(zhuǎn)換之前，應(yīng)該對載波進(jìn)行線性AM調(diào)制。第三類現(xiàn)有的極化調(diào)制方 案是在其中利用帶通sigma-delta轉(zhuǎn)換器所產(chǎn)生的二電平脈沖密度信號 來驅(qū)動開關(guān)PA的輸入的方案。然而，這種方案需要甚至更高的PA開 關(guān)頻率，并且因此需要顯著的過采樣比率。
US 2004/0246060 Al公開了一種調(diào)制系統(tǒng)，該調(diào)制系統(tǒng)給二電平 信號提供適于由開關(guān)模式PA放大的期望的調(diào)制。這種現(xiàn)有技術(shù)來自 這樣的思想可以將已知LINC系統(tǒng)重新設(shè)計為提供二電平恒定包絡(luò) 信號。要由最終調(diào)制表示的信息(例如模擬控制信號的幅度和/或相位) 被編碼為兩個控制信號，這兩個控制信號控制由兩個恒定包絡(luò)調(diào)制器 所施加的調(diào)制。該調(diào)制可以包括在輸出恒定包絡(luò)信號是正弦信號的 情況下的相位調(diào)制，以及在輸出恒定包絡(luò)信號是脈沖信號的情況下的 過渡時間的調(diào)制。然后，將這兩個恒定包絡(luò)信號組合為單個二電平恒 定包絡(luò)信號。因此，采取可以使用單個非線性放大器(例如開關(guān)模式 放大器)來放大的二電平信號的形式來提供單個恒定包絡(luò)信號。由此， 可以避免傳統(tǒng)LINC系統(tǒng)的非相干功率組合。此外，與delta-sigma調(diào) 制相反，產(chǎn)生的脈沖的寬度不是離散的，從而可以減少量化噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多模式調(diào)制設(shè)備和方法，通過所述多模 式調(diào)制設(shè)備和方法，可以提供不同的調(diào)制類型(例如PWM調(diào)制和線 性調(diào)制)，而無需過釆樣和線性三角信號或鋸齒信號。
本發(fā)明由獨立權(quán)利要求限定。從屬權(quán)利要求描述了有利的實施例。 相應(yīng)地，選擇性地組合基于從基帶信號導(dǎo)出的第一控制信號和第二控 制信號控制的兩個振蕩器裝置的調(diào)相輸出，以獲得預(yù)定類型或模式的 調(diào)制。這提供了以下優(yōu)點不需要通常用于產(chǎn)生PWM信號的過采樣 和高線性三角信號或鋸齒信號。僅需要一個附加的受控振蕩器裝置來 產(chǎn)生相位調(diào)制。
此外，通過選擇性組合來提供作為多模式調(diào)制器的高度靈活的有
用性?？梢酝ㄟ^正弦波信號或正弦壓控振蕩器(VCO)信號的線性累 加來產(chǎn)生傳統(tǒng)的AM-PM RF載波，并且極化調(diào)制甚至在僅對RF載波 進(jìn)行調(diào)相并且直接將包絡(luò)分量或幅度分量饋送給PA的電源時也是可 能的。在調(diào)相信號的情況下，可以使用對調(diào)相PWM信號的基頻的幅 度調(diào)制作為功率控制?？梢酝ㄟ^簡單地適配PA的電源，結(jié)合任意功 率控制的傳統(tǒng)方式來使用這種功率控制方案。這種組合將產(chǎn)生甚至更 高的功率控制的動態(tài)范圍。
采用所建議的兩個調(diào)相輸出信號，甚至可以基于LINC技術(shù)來建 立PA思想。在這種情況下，將兩個調(diào)相(恒定包絡(luò))信號饋送至兩 個開關(guān)PA，可以組合這兩個開關(guān)PA的輸出信號，以產(chǎn)生調(diào)相信號和 調(diào)幅信號。
該組合裝置可以包括邏輯門(例如，或門、與門、或非門等等或 其任意組合)，用于在邏輯上對分別根據(jù)第一和第二調(diào)相輸出信號所產(chǎn) 生的二進(jìn)制方波信號進(jìn)行組合，以根據(jù)作為所述至少兩個調(diào)制模式中 的第一調(diào)制模式的脈寬調(diào)制獲得已調(diào)輸出信號。此外，該組合裝置可 以包括加法裝置，用于將第一和第二調(diào)相輸出信號加起來，以根據(jù)作 為所述至少兩個調(diào)制模式中的第二調(diào)制模式的線性調(diào)制獲得已調(diào)輸出 信號。由此，可以使用很簡單的組合元件來獲得PWM和線性調(diào)制的
輸出信號。
根據(jù)具體示例，所述至少一個邏輯門可以包括或非門和與門，
用于例如在二電平調(diào)制模式(例如PWM調(diào)制模式)的開關(guān)運算模式 下，在邏輯上對各個二進(jìn)制方波信號進(jìn)行組合，以獲得用于平衡功率 放大器的推挽信號。此外，該組合裝置可以包括反相器裝置，用于 例如在線性調(diào)制模式的線性運算模式下使得所述己調(diào)輸出信號反相， 以獲得用于平衡功率放大器的推挽信號。提供這種平衡PWM輸出信 號的優(yōu)點在于，在平衡功率放大器的輸出處實現(xiàn)了更干凈的譜。
該控制裝置可以包括開關(guān)裝置，用于在或門和加法裝置的各個 輸出信號之間進(jìn)行切換。此外，可以通過在組合裝置的各個輸出信號 之間進(jìn)行切換，以簡單的方式獲得靈活的多模式調(diào)制。
此外，可以提供預(yù)失真裝置，用于響應(yīng)于所述選擇性調(diào)制模式而 給所述基帶信號的相位相關(guān)分量和幅度相關(guān)分量中的至少一個施加預(yù) 定的預(yù)失真，其中，通過在求和裝置中將相位相關(guān)分量和幅度相關(guān)量 相加來產(chǎn)生第一控制信號，以及通過在減法裝置中將該相位相關(guān)分量 與幅度相關(guān)分量相減來產(chǎn)生第二控制信號。由此，該選擇性預(yù)失真提 供了以下優(yōu)點基于所選擇的調(diào)制模式來優(yōu)化已調(diào)輸出信號。具體而 言，該預(yù)失真裝置可以被適配為響應(yīng)于所選擇的調(diào)制模式，而選擇 性地移除sin(x)/x失真或產(chǎn)生調(diào)幅載波。
可以通過連接至基準(zhǔn)振蕩器的各個鎖相環(huán)電路來對第一和第二受 控振蕩器裝置進(jìn)行鎖相。因此，可以通過簡單地控制由該基準(zhǔn)振蕩器 所提供的基準(zhǔn)頻率來容易地改變發(fā)射頻率或RF頻率。


現(xiàn)在將參照附圖，基于優(yōu)選實施例描述本發(fā)明，在附圖中
圖1示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的PLL多模式調(diào)制器的示意性框圖2示出了由AM分量獲得的優(yōu)選實施例的信號波形；
圖3示出了不同時序處的對稱PWM信號的波形；
圖4示出了由PM分量獲得的優(yōu)選實施例的信號波形；
圖5示出了適于驅(qū)動平衡PA的圖1中的信號組合部分的備選示
例的示意性電路圖6A示出了僅在AM情況下在PWM模式下的輸出譜；
圖6B示出了與圖6A中的輸出譜相對應(yīng)的時間信號； 圖7示出了僅在PM的情況下在PWM模式下的優(yōu)選實施例的輸 出譜；
圖8示出了在AM和PM的情況下在PWM模式下的優(yōu)選實施例 的輸出譜；
圖9A示出了僅在AM的情況下在線性模式下的優(yōu)選實施例的輸 出譜；以及
圖9B示出了與圖9A中的輸出譜相對應(yīng)的時間信號。
具體實施例方式
下面，將結(jié)合鎖相環(huán)(PLL)多模式調(diào)制器描述優(yōu)選實施例，可 以將該PLL多模式調(diào)制器應(yīng)用于實現(xiàn)發(fā)射機中的高效調(diào)制，以用于無 線局域網(wǎng)(WLAN)、 WPAN (無線個域網(wǎng))、藍(lán)牙系統(tǒng)、正交頻分復(fù) 用(OFDM)系統(tǒng)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、全球移動通信系統(tǒng) (UMTS)、碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、低功率移動通信設(shè)備等等。
圖1示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的PLL調(diào)制設(shè)備的示意性框圖。將基 帶信號的幅度分量A(t)和相位分量Op(t)提供給基帶處理電路10，基帶 處理電路10包括由取決于所選擇的調(diào)制模式(例如PWM或線性調(diào)制) 的控制信號控制的選擇性預(yù)失真單元110。在基帶處理電路10的輸出 處，獲得幅度相關(guān)的相位調(diào)制分量OM(t)以及相位相關(guān)的相位調(diào)制信 號①p(t)，并將二者提供給兩個PLL電路的各個求和節(jié)點27、 37。 PLL 電路包括第一 VCO 26和第二 VCO 36，第一 VCO 26和第二 VCO 36 是由它們各自的PLL電路來鎖相的。將相位相關(guān)的相位調(diào)制信號Op(t) 直接提供給求和節(jié)點27和37，同時將幅度相關(guān)的相位調(diào)制信號0>M(t) 直接提供給第一 PLL電路的第一求和節(jié)點27，并且經(jīng)由反相器40將 其提供給第二 PLL電路的第二求和節(jié)點37。由此，第一求和節(jié)點27 作用為將相位相關(guān)的相位調(diào)制信號Op(t)以及幅度相關(guān)的相位調(diào)制信 號^M(t)相加，而第二求和節(jié)點37作用為將相位相關(guān)的相位調(diào)制信
號Op(t)以及幅度相關(guān)的相位調(diào)制信號O)M(t)相減。
第一 PLL電路包括PLL環(huán)路，在PLL環(huán)路中將具有基準(zhǔn)相位0ref 的基準(zhǔn)頻率提供給相位檢測器22，在相位檢測器22中，將基準(zhǔn)頻率 與第一 VCO 26的輸出頻率進(jìn)行比較，第一分頻器電路24已經(jīng)對第一 VCO 26的輸出頻率進(jìn)行了分頻。將第一相位檢測器22的輸出提供給 環(huán)路濾波器28，環(huán)路濾波器28將濾波后的控制信號提供給第一 VCO 26，以基于基準(zhǔn)振蕩器50的基準(zhǔn)相位^f來控制第一 VCO 26的輸出 信號的相位。由第三求和節(jié)點25來實現(xiàn)調(diào)制，在第三求和節(jié)點25， 將求和后的調(diào)相信號Op(t)和①M(t)添加給第一相位檢測器22的輸出， 以控制第一VCO 26的輸出信號的相位。
相似地，第二 PLL電路包括第二相位檢測器32、第二環(huán)路濾 波器38和第二分頻器電路34。第二 PLL電路以相似的方式操作，并 且包括第四求和節(jié)點35，將兩個相位調(diào)制信號(Dp(t)和OM(t)的差提供 給第四求和節(jié)點35，并且第四求和節(jié)點35將該差加到第二相位檢測 器32的輸出。
第一 VCO 26的調(diào)相輸出信號eio和第二 VCO 36的調(diào)相輸出信號 62o連接至加法電路70，在加法電路70處將二者相加，并提供給開關(guān) 80的第一端子。此外，將第一和第二 VCO 26、 36的調(diào)相輸出信號010 和02。提供給符號電路6O，在符號電路60中將正弦信號轉(zhuǎn)換為與正弦 幅度的符號相對應(yīng)的二進(jìn)制二電平信號。然后，將二進(jìn)制符號信號提 供給或門62，在或門62中對二進(jìn)制符號信號進(jìn)行邏輯組合(即邏輯 或)，并將其提供給開關(guān)80的第二端子。
如果兩個輸入符號信號中的至少一個具有第一邏輯值"1"，則或 門62的二進(jìn)制輸出信號具有第一邏輯值"l"。如果兩個輸入符號信號 都具有第二邏輯值，即"0"，則或門62產(chǎn)生邏輯輸出值"0"。
開關(guān)80可以是任意電子開關(guān)設(shè)備(例如無源或有源半導(dǎo)體幵關(guān) 元件)，開關(guān)80受控于用于選擇調(diào)制模式的控制信號，該控制信號還 被提供給基帶處理電路10。基于這個控制信號，選擇或門62和加法 電路70的輸出中的一個，并將其作為調(diào)制輸出SRF(t)提供給PA90。 然后，可以經(jīng)由帶通濾波器將功率放大后的調(diào)制輸出提供給例如發(fā)射 天線。
在圖1的當(dāng)前示例中，基帶處理電路10僅包括一個預(yù)失真單元
110，用于將預(yù)失真應(yīng)用于幅度分量A(t)，以便產(chǎn)生幅度相關(guān)的相位調(diào)
制信號0>M(t)。然而，如果期望的話，同樣可以將適當(dāng)?shù)念A(yù)失真提供
給相位相關(guān)的相位調(diào)制信號a>P(t)。
因此，根據(jù)優(yōu)選實施例，可以對二電平PWMRF輸出信號的基波 進(jìn)行幅度調(diào)制和相位調(diào)制，以產(chǎn)生用于高效開關(guān)PA90的適當(dāng)?shù)男盘枴?在運行于RF頻率的兩個鎖相PLL電路上對基帶包絡(luò)和相位信息進(jìn)行 調(diào)制。然后，兩個方波VCO輸出信號的或門運算將產(chǎn)生想要的AM-PM 二電平PWM信號。對于這種調(diào)制方法，不需要過采樣，并且不需要 通常用于產(chǎn)生PWM信號的高線性三角信號或鋸齒信號。在二電平RF 載波的情況下，僅需要一個附加PLL電路來產(chǎn)生相位調(diào)制。此外，可 以通過選擇線性調(diào)制并且因此選擇正弦波VCO信號的線性加法來產(chǎn) 生傳統(tǒng)的AM-PM RF載波，并且極化調(diào)制甚至在僅對RF載波進(jìn)行相 位調(diào)制并且直接將包絡(luò)饋送給PA90的電源時是可能的。在調(diào)相信號 的情況下，可以將對調(diào)相PWM信號的基頻的幅度調(diào)制用于功率控制。
根據(jù)圖l，通過兩個PLL將第一和第二VC0 26、 36鎖相為相同 基準(zhǔn)頻率。如果選擇了 PWM調(diào)制模式，則將兩個方波輸出VCO信號 饋送給或門62，或門62產(chǎn)生具有50%占空比的未調(diào)制的方波輸出信 號。在線性調(diào)制模式的情況下，在加法電路70處將兩個正弦波VCO 信號相加，這在沒有調(diào)制的情況下產(chǎn)生了等于基準(zhǔn)頻率的正弦波。這 兩個PLL電路可以配備有額外的分頻器，用以擴(kuò)展相位檢測器22、 32的范圍。
在調(diào)制的情況下，通過在兩個VCO 26、 36的環(huán)路濾波器電路28、 38添加調(diào)制信號，VC0 26 、 36將變?yōu)檎{(diào)相的。PLL電路的環(huán)路帶寬 對于采用注入到環(huán)路濾波器28、 38的期望的相位調(diào)制來說是足夠的。 在PWM調(diào)制模式下，可以產(chǎn)生適于開關(guān)模式PA思想(D類)的RF 調(diào)制的載波(二電平信號)，而在線性調(diào)制模式下，產(chǎn)生RF信號，以 用于傳統(tǒng)PA思想。
在PWM調(diào)制模式下，在預(yù)失真單元110處選擇相應(yīng)的相位預(yù)失 真，并且此外選擇或門62的輸出。預(yù)失真后的幅度相關(guān)的相位調(diào)制信 號d>M(t)(其表示基帶信號的包絡(luò)或幅度信息)產(chǎn)生PWM信號的基波
的幅度調(diào)制。將以正調(diào)制信號+A^M來對第一 VC0 26進(jìn)行調(diào)相，并將 以負(fù)調(diào)制信號-A①M來對第二 VCO 36進(jìn)行調(diào)相。
圖2示出了來自幅度相關(guān)的相位調(diào)制信號(DM(t)的優(yōu)選實施例的 信號波形。上部的波形指示在幅度相關(guān)的相位調(diào)制是零的情況下的調(diào)
制輸出SRF(t)。第二和第三波形指示幅度相關(guān)的相位調(diào)制信號改變Ad)M
的效果。改變AOw導(dǎo)致第一 VCO 26的輸出信號eio(t)向左偏移，而 第二VC0 36的輸出信號e2"t)向右偏移。因此，由差分預(yù)失真后的幅 度相關(guān)的相位調(diào)制信號①M(t)來對PWM的基波進(jìn)行幅度調(diào)制。
己經(jīng)示出，可以通過移除sin(x)/x失真，由占空比的預(yù)失真來對 PWM載波的基波進(jìn)行調(diào)幅。圖2中的第四波形示出了針對圖1中的 電路的調(diào)制輸出SRF(t)，其具有增加的脈寬，并因此具有這個矩形信 號的較低的幅度的基頻。對于50%的占空比，基波的幅度具有最大值， 并且在脈寬上的進(jìn)一步增加將產(chǎn)生較低幅度的基波。
關(guān)于圖1中的示例性電路的備選，同樣可以由其它邏輯門(例如
與門、或非門等等)來實現(xiàn)兩個vco輸出信號eio(t)和02"t)的組合。
圖2中的最下面兩條曲線分別示出了在由與門以及或非門來替換或門 62的情況下的調(diào)制輸出SRF(t)。仍然可以獲得適當(dāng)?shù)腁M調(diào)制。
圖3示出了指示第一時間t^,與第二時間t^2之間(即圖2中的 頂部波形與最下部波形之間)的脈寬的改變的波形圖。
在下面，描述用于PWM調(diào)制模式的在預(yù)失真單元110處的所需 的預(yù)失真。.
如果調(diào)制頻率遠(yuǎn)低于載波頻率，則可以使用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法。對于如 圖3所示的PWM信號的基波的幅度，應(yīng)用以下等式
其中，To指示PWM信號的周期，f『l/To表示相應(yīng)的頻率。 信號的占空比由d(T)/To給出，其產(chǎn)生以下修改的表達(dá)式:
。2《；sin(一
該表達(dá)式給出PWM信號的基頻的期望幅度(幅度調(diào)制)與占空 比之間的關(guān)系。載波的最大電平采用零相位調(diào)制(占空比50%)，而 最小電平采用卯。的相位調(diào)制(占空比0或100%)。這產(chǎn)生了用于調(diào) 相信號的以下表達(dá)式
表示基帶信號的相位的相位相關(guān)的相位調(diào)制信號Op(t)的效果導(dǎo) 致了在第一和第二 PLL電路的兩個環(huán)路濾波器28、 38處的直接調(diào)制 (公共模式)，這產(chǎn)生PWM信號的基頻的相位調(diào)制。
圖4示出了與圖2相似的信號波形，但僅針對相位相關(guān)的相位調(diào) 制信號Op(t)的情況。這里，第一和第二VC0 26、 36的兩個輸出信號 ei"t)和e2o(t)在相同方向上偏移相位相關(guān)的相位調(diào)制量AOP(t)，并因
此產(chǎn)生調(diào)制輸出SRF(t)的相位調(diào)制。
如果選擇線性調(diào)制模式，則在預(yù)失真單元IIO選擇另一相位預(yù)失 真，并且選擇線性加法電路70的輸出，以用于第一和第二 VC0 26、 36的輸出正弦波。必須改變施加至表示基帶信號的包絡(luò)信息的幅度相 關(guān)的相位調(diào)制信號^M(t)的預(yù)失真，以得到調(diào)幅的輸出載波。
可以如下表示期望的包絡(luò)
A(t) = a + mi sincomit
可以由下式來表示正常的調(diào)幅信號 S八M(t) = A(t)COS(CO。t)
由下式給出第一 VCO 26和第二 VCO 36所產(chǎn)生的信號 ei0(t) = cos(co0t+0)M(t)) e20(t) = cos(co。t - (DM(t))
兩個信號的累加產(chǎn)生調(diào)幅的載波，其被表示如下
S*AM(t) = 01o(t) + 920(t) = COS(CO。t +①M(t)) + COS(03。t - 0>M(t)) S*AM(t) = 2 COS(①M(t))COS(CO。t)
將期望的信號與產(chǎn)生的信號進(jìn)行比較，并且不考慮幅度比例(因
子2)，給出了相位調(diào)制的預(yù)失真，以獲得調(diào)幅的載波，其可以被表示
如下
s*am(0 = sam(t).，其給出①m(t) = arcos(A(t))
在線性調(diào)制模式下，利用公共模式相位調(diào)制來完成相位調(diào)制，從
而可以如下表示具有幅度和相位調(diào)制的第一和第二 VCO 26、 36的總 輸出信號
9l0(t) = cos((o0t + arccos(A(t)) + Op(t)) 920(t) = cos(Wot - arccos(A(t)) + 0>P(t))
在加法電路70處的兩個VCO信號e"和02Q的線性累加產(chǎn)生 AM-PM已調(diào)信號，其可以被表示為如下
s脂m(t) = eio(t) + 620(t) = 2A(t)cos(co。t + 0)P(t)) 圖5示出了用于按照適于驅(qū)動現(xiàn)在處于平衡配置的PA卯的方式
來組合VCO輸出信號eio和62o的圖1的組合部分的備選示例的示意
性電路圖。為了實現(xiàn)該電路，必須將具有基本上相反的相位(線性調(diào)
制模式)或邏輯狀態(tài)(PWM調(diào)制模式)的推挽信號sl(t)和s2(t)施加 至平衡晶體管對的各個控制端子(例如基極端子)，同時由此獲得晶體 管對的各個輸出端子(例如集電極端子)之間的平衡PWM輸出信號。 這樣的平衡PWM輸出信號提供了以下優(yōu)點消除了具有其邊帶的基 波載波的所有偶諧波，從而在平衡PA 90的輸出處實現(xiàn)了的更干凈的 譜。
在PWM調(diào)制模式下，可以例如通過由符號電路60之后的或非門 63和與門64的組合來替代圖1中的或門62來實現(xiàn)推挽信號sl(t)和s2(t) 的相反的邏輯狀態(tài)。然后，開關(guān)80選擇性地將或非門63和與門64 的各個輸出端子并行地連接至平衡PA 90的各個控制端子。
在線性調(diào)制模式下，可以例如通過在圖1的加法電路70的輸出 處添加反相器電路72來實現(xiàn)推挽信號sl(t)和s2(t)的反相。然后，開 關(guān)80選擇性地將加法電路70以及反相器電路72的各個輸出端子并行 地連接至平衡PA90的各個控制端子。
當(dāng)然，可以提供其它合適的邏輯或線性組合電路，用于以期望的 方式組合VCO輸出信號，以獲得PA90的一個或多個適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號。
下面，說明由圖1的電路獲得的針對PWM調(diào)制模式和線性調(diào)制 模式的仿真結(jié)果。以下仿真結(jié)果基于在以上等式中使用的包絡(luò)的縮放 版本(因子兀)。
圖6A示出在PWM調(diào)制模式下僅幅度調(diào)制的情況下的輸出譜。 三條中心譜線示出了典型幅度調(diào)制的載波和兩個邊帶頻率，而載波信 號的矩形形狀所導(dǎo)致的諧波開始于較高的邊帶頻率處。
圖6B示出了相應(yīng)的時間信號，其具有包絡(luò)A(t)、 RF載波(RF)、 占空比(DC)以及預(yù)失真相位調(diào)制(PM)。
圖6示出了在PWM調(diào)制模式下僅相位調(diào)制的情況下的輸出譜。 這個譜明顯類似于典型的相位調(diào)制譜。
圖8示出了在PWM調(diào)制模式下在幅度和相位調(diào)制組合的情況下
的輸出譜。
最后，圖9A和圖9B涉及僅用于幅度調(diào)制的線性調(diào)制模式的情況。 在圖9A中，任意諧波的缺少都表示具有正弦載波信號的幅度調(diào)制(可 以從圖9B可見)，在圖9B中，示出了PLL電路的包絡(luò)A(t)、 RF載波 (RF)以及預(yù)失真相位調(diào)制(PM)。
應(yīng)注意，本發(fā)明并非旨在受限于上面所描述的優(yōu)選實施例，而是 可以用任意調(diào)制設(shè)備來實現(xiàn)，其中，至少第一和第二振蕩器電路受控 于基帶信號的各個分量，以獲得各個調(diào)相的輸出信號。此外，調(diào)相的 輸出信號的組合并非旨在受限于邏輯或組合和線性加法運算。此外， 可以采用兩個調(diào)相信號的任意適當(dāng)組合來實現(xiàn)期望的調(diào)制模式。
總之，已經(jīng)描述了在至少兩個調(diào)制模式下由基帶信號調(diào)制載波信 號的多模式調(diào)制設(shè)備和方法。響應(yīng)于從基帶信號導(dǎo)出的第一控制信號 來調(diào)制載波信號的相位，以及響應(yīng)于從基帶信號導(dǎo)出的第二控制信號 來附加地調(diào)制載波信號的相位，其中，將第一與所述第二調(diào)相信號的 組合控制為選擇所述至少兩個調(diào)制模式中的一個。由此，可以按照合 適的方式來對基帶信號的不同分量(例如相位和包絡(luò))的信息進(jìn)行相 位調(diào)制以及組合，從而不需要過采樣和高線性三角信號或鋸齒信號。 此外，受控的組合提供了靈活的多模式調(diào)制方案。
最后，但也是重要的，應(yīng)注意，當(dāng)術(shù)語"包括"被用于包括權(quán)利 要求書在內(nèi)的說明書中時，旨在指定所聲明的特征、裝置、步驟或組 件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、裝置、步驟、組件及 其集合的存在或添加。此外，在權(quán)利要求中，在元素之前的詞"一" 或"一個"并不排除多個這種元素的存在。此外，任意附圖標(biāo)記并不 限制權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種多模式調(diào)制設(shè)備，用于由基帶信號來調(diào)制載波信號以獲得已調(diào)輸出信號，所述設(shè)備包括第一受控振蕩器裝置(26)，用于響應(yīng)于從所述基帶信號導(dǎo)出的第一控制信號來調(diào)制所述載波信號的相位；第二受控振蕩器裝置(36)，用于響應(yīng)于從所述基帶信號導(dǎo)出的第二控制信號來調(diào)制所述載波信號的相位；組合裝置(60，62，70；60，63，64，70，72)，用于組合所述第一受控振蕩器裝置的第一調(diào)相輸出信號和所述第二受控振蕩器裝置的第二調(diào)相輸出信號，以產(chǎn)生所述已調(diào)輸出信號；以及控制裝置(80)，用于控制所述組合裝置的組合功能，以選擇所述多模式調(diào)制設(shè)備的至少兩個調(diào)制模式中的一個。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述組合裝置包括至少 一個邏輯門(62; 63， 64)，用于在邏輯上對根據(jù)所述第一調(diào)相輸出信 號和所述第二調(diào)相輸出信號所產(chǎn)生的各個二進(jìn)制方波信號進(jìn)行組合， 以根據(jù)作為所述至少兩個調(diào)制模式中的第一調(diào)制模式的脈寬調(diào)制來獲 得所述己調(diào)輸出信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述至少一個邏輯門包括 或非門(63)以及與門(64)，用于在邏輯上對所述各個二進(jìn)制方波信 號進(jìn)行組合，以獲得用于平衡功率放大器(90)的推挽信號。
4. 如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的設(shè)備，其中，所述組合 裝置包括加法裝置(70)，用于將所述第一調(diào)相輸出信號和所述第二 調(diào)相輸出信號相加，以根據(jù)作為所述至少兩個調(diào)制模式中的第二調(diào)制 模式的線性調(diào)制來獲得所述已調(diào)輸出信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述組合裝置包括反相 器裝置(72)，用于使得所述已調(diào)輸出信號反相，以獲得用于平衡功率 放大器(90)的推挽信號。
6. 如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的設(shè)備，其中，所述控制 裝置包括開關(guān)裝置(80)，用于在所述組合裝置(62， 70)的各個輸 出信號之間進(jìn)行切換。
7. 如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的設(shè)備，還包括預(yù)失真 裝置(110)，用于響應(yīng)于所述選擇性調(diào)制模式而給所述基帶信號的相 位相關(guān)分量和幅度相關(guān)分量中的至少一個施加預(yù)定的預(yù)失真，其中，通過在求和裝置(27)中將所述相位相關(guān)分量和幅度相關(guān)分量相加來 產(chǎn)生所述第一控制信號，以及通過在減法裝置(37， 40)中將所述相 位相關(guān)分量和幅度相關(guān)分量相減來產(chǎn)生所述第二控制信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)失真裝置(110)被 適配為響應(yīng)于所述選擇性調(diào)制模式，選擇性地移除sin(x)/x失真或 產(chǎn)生調(diào)幅載波。
9. 如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的設(shè)備，其中，通過連接 至基準(zhǔn)振蕩器(50)的各個鎖相環(huán)路電路(22， 24， 28， 25， 32， 34， 38， 35)來對所述第一受控振蕩器裝置和第二受控振蕩器裝置(26， 36)進(jìn)行鎖相。
10. —種發(fā)射機設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至9中的任意一項所述 的多模式調(diào)制設(shè)備。
11. 一種在至少兩個調(diào)制模式下由基帶信號來調(diào)制載波信號的 方法，所述方法包括以下步驟-響應(yīng)于從所述基帶信號導(dǎo)出的第一控制信號來調(diào)制所述載波信 號的相位，以獲得第一調(diào)相信號；響應(yīng)于從所述基帶信號導(dǎo)出的第二控制信號來調(diào)制所述載波信 號的相位，以獲得第二調(diào)相信號；以及控制對所述第一調(diào)相信號和所述第二調(diào)相信號的組合，以選擇 所述至少兩個調(diào)制模式中的一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在至少兩個調(diào)制模式下由基帶信號來調(diào)制載波信號(f_ref)的多模式調(diào)制設(shè)備以及方法。響應(yīng)于從該基帶信號導(dǎo)出的第一控制信號來調(diào)制該載波信號的相位以獲得第一相位調(diào)制信號θ₁₀，并且響應(yīng)于從該基帶信號導(dǎo)出的第二控制信號來附加地調(diào)制該載波信號的相位以獲得第二相位調(diào)制信號θ₂₀，其中，控制該第一調(diào)相信號與所述第二調(diào)相信號的組合，以選擇所述至少兩個調(diào)制模式中的一個(80)。由此，可以按照合適的方式來對該基帶信號的不同分量(例如相位和包絡(luò))的信息(A(t)，Φ_p(t))進(jìn)行相位調(diào)制和組合，從而不再需要過采樣和高線性三角信號或鋸齒信號。此外，受控的組合提供靈活的多模式調(diào)制方案。
文檔編號H04L27/36GK101375575SQ200680052825
公開日2009年2月25日 申請日期2006年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月16日
發(fā)明者簡·弗羅曼斯, 萊昂納多·J·M·魯伊滕堡, 赫爾本·W·德瓊 申請人:Nxp股份有限公司