闭环数字预失真电路及相关方法、设备技术

本发明专利技术提供一种闭环数字预失真电路及相关方法、设备，该闭环数字预失真电路包含回环路径(RF loopback path,RFLB)，耦接至功率放大器的输出端以接收功率放大器输出信号，并产生回环信号，其中功率放大器输出信号由功率放大器接收并放大功率放大器输入信号而产生，功率放大器输入信号与回环信号之间存在正向耦合和反向耦合，该回环路径还包含耦合消除机制，用于减少或者移除功率放大器输入信号与回环信号之间的正向耦合和反向耦合，从而使回环路径的输出与功率放大器的输出信号成比例。本发明专利技术实施例在数字预失真电路(DPD)中设置了耦合补偿机制，通过在闭环DPD电路中引入非零相位偏移，可以减少或移除RFLB电路中不期望的耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例是关于一种无线电频率(射频，RF)电路，尤其是关于一种对非闭环数字预失真系统使用耦合补偿的射频前端模块、装置及方法。
技术介绍
数字预失真(DPD)技术广泛地使用在功率放大器(PA)中，以用于改善PA在电子器件(例如无线电通信器件)中的性能及效率。为了在制程、温度及电压变化环境下提供强健的DPD方案，闭环DPD系统通常得以应用。在如图16所示的一闭环DPD系统1600中，一RF回环路径(RFloopbackpath，RFLB)得以使用以复制PA输出信号中的信号失真，并将该部分信号失真反馈至DPD校正模块中。该DPD校正模块接着处理该信号失真以产生一预失真信号。上述DPD补偿反馈至PA中以对正常操作下产生的信号失真进行补偿。为了对PA进行精确的补偿，RFLB路径对PA中信号失真的复制操作的高保真度显得尤为关键。但是，在上述闭环系统的实际操作中，通常会有不想要的耦合至RFLB路径，从而导致RFLB信号的保真度的下降。该不想要的耦合例如由供应网络、非预期的信号路径、衬底耦合、片上磁耦合、接合线耦合、封装耦合以及印刷电路板(PCB)耦合产生。为了对上述不想要的耦合引起的问题进行示例性说明，图17示意了一普遍存在的情形1700，其中在PA输入端与RFLB信号之间存在正向耦合(forwardcoupling)和反向耦合(backwardcoupling)，分别具有转移函数及如图17所示，PA的转移函数示意为GPA，以及RFLB路径的转移函数示意为GRFLB。在正常操作下，RFLB路径为关闭状态，以及PA的转移函数可由下述公式(1)来表示：vPAvin=GPA---(1)]]>其中Vin为PA的输入信号，VPA为PA的输出信号。在RFLB路径中，当RFLB路径为开启状态时，RFLB信号可由下述公式(2)来表示：vrflbvin=GPAGRFLB+A1ejθ11-A2ejθ2GPAGRFLB---(2)]]>其中Vrflb为RFLB路径的输出信号。因此，该RFLB信号并未完全保真的复制PA信号，从而导致上述不想要耦合的出现。从而，PA的失真不能得到闭环DPD系统中DPD校正模块精确的补偿。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的之一在于提供一种闭环数字预失真电路及相关方法、设备，以减少或移除上述RFLB信号中不期望的耦合。一方面，本专利技术实施例提供一种闭环数字预失真电路，包含回环路径，耦接至功率放大器的输出端以接收功率放大器输出信号，并产生回环信号，其中所述功率放大器输出信号由所述功率放大器接收并放大功率放大器输入信号而产生，所述功率放大器输入信号与所述回环信号之间存在正向耦合和反向耦合，所述回环路径还包含耦合消除机制，用于至少部分消除所述功率放大器输入信号与所述回环信号之间的所述正向耦合和反向耦合。另一方面，本专利技术实施例提供一种闭环数字预失真电路，包含回环路径以及移相元件，其中回环路径耦接至功率放大器的输出端以接收功率放大器输出信号，其中所述功率放大器输出信号由所述功率放大器接收并放大功率放大器输入信号而产生，所述功率放大器输入信号与所述回环路径的输出信号之间存在正向耦合和反向耦合；移相元件用于对所述功率放大器输入信号或功率放大器输出信号的相位进行移相操作，以输出第一回环信号和第二回环信号，其中所述第二回环信号与所述第一回环信号之间存在非零相位偏移，以使所述第二回环信号与所述第一回环信号之间的相位差与所述功率放大器的增益及所述回环路径的增益至少大致呈线性比。再一方面，本专利技术实施例提供一种闭环数字预失真电路的执行方法，包含以下步骤：对功率放大器输入信号或功率放大器输出信号的相位进行移相操作，以使所述闭环数字预失真电路的回环路径输出第一回环信号和第二回环信号，其中所述功率放大器输入信号为所述闭环数字预失真电路中的功率放大器接收的信号，所述功率放大器输出信号为所述功率放大器输出的信号，所述第二回环信号与所述第一回环信号之间存在非零相位偏移；以及对所述第一回环信号和第二回环信号进行处理，以复制所述功率放大器输出信号。其中所述功率放大器用于接收并放大所述功率放大器输入信号，以产生所述功率放大器输出信号；所述回环路径用于接收所述功率放大器输出信号以产生输出信号；以及所述功率放大器输入信号与所述回环路径的输出信号之间存在正向耦合和反向耦合。又一方面，本专利技术实施例提供一种设备，包括前端模块，耦接在天线与收发机之间，所述前端模块包括：第一合并元件、功率放大器、低噪声放大器以及回环电路。其中，第一合并元件耦接于所述天线，用于传输及接收经过所述天线的信号；功率放大器用于接收来自所述收发机的输出信号以作为功率放大器输入信号，放大所述功率放大器输入信号以产生功率放大器输出信号，并通过所述第一合并元件将所述功率放大器输出信号输出至所述天线；低噪声放大器用于放大经由所述第一合并元件从所述天线接收的预失真输入信号，并放大所述预失真输入信号以产生输出信号至所述收发机；回环电路，用于对所述功率放大器输出信号进行感测以产生对应于所述放大器输出信号的特性的回环信号。其中所述回环信号通过所述收发机接收。还一方面，本专利技术实施例提供一种设备，包括回环电路，用于对功率放大器输出信号进行感测以产生对应于所述放大器输出信号的特性的回环信号，其中所述功率放大器输出信号由所述功率放大器接收来自收发机的一输出信号而产生，所述回环路径还用于操作在第一频率，所述第一频率不同所述输出信号的第二频率，所述回环信号由所述收发机所接收。本专利技术实施例的闭环数字预失真电路及相关方法、设备，在DPD预失真电路中设置了耦合补偿机制，通过在闭环DPD电路中引入非零相位偏移，可以减少或移除RFLB电路中不期望的耦合。【附图说明】图1所示为依据依据本专利技术一实施例的闭环DPD系统的电路示意图100；图2所示为依据本专利技术另一实施例的闭环DPD系统的电路示意图200；图3所示为依据本专利技术一实施例的RFLB路径300的电路示意图；图4所示为依据本专利技术一实施例的闭环DPD电路400在校正模式及正常运作模式下的电路示意图；图5所示为依据本专利技术第一实施例的包含具有一内部回环电路的FEM的设备500的电路示意图；图6所示为依据本专利技术第二实施例的包含具有一外部回环电路的FEM的设备600的电路示意图；图7所示为依据本专利技术第三实施例的包含具有一外部回环电路的包含FEM的设备700的电路示意图；图8所示为依据本专利技术第四实施例的包含具有一外部回环电路的包含FEM的设备800的电路示意图；图9所示为依据本专利技术第五实施例的包含具有一内部回环电路的包含FEM的设备900的电路示意图；图10所示为依据本专利技术第六实施例的包含具有一内部回环电路的包含FEM的设备1000的电路示意图；图11所示为依据本专利技术第七实施例的包含具有一内部回环电路的包含FEM的设备1100的电路示意图；图12所示为依据本专利技术第八实施例的包含具有一内部回环电路的包含两模FEM的设备1200的电路示意图；图13所示为依据本专利技术一实施例的具有包含变频器的集成回环电路的设备1300的电路示意图；图14所示为依据本专利技术一实施例的方法的流程示意图；图15所示为依据本专利技术另一实施例的闭环DPD系统的电路示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭环数字预失真电路，其特征在于，包含：回环路径，耦接至功率放大器的输出端以接收功率放大器输出信号，并产生回环信号，其中所述功率放大器输出信号由所述功率放大器接收并放大功率放大器输入信号而产生，所述功率放大器输入信号与所述回环信号之间存在正向耦合和反向耦合，所述回环路径还包含耦合消除机制，用于至少部分消除所述功率放大器输入信号与所述回环信号之间的所述正向耦合和反向耦合。

【技术特征摘要】
2015.07.06 US 62/188,893;2015.12.16 US 14/972,0381.一种闭环数字预失真电路，其特征在于，包含：回环路径，耦接至功率放大器的输出端以接收功率放大器输出信号，并产生回环信号，其中所述功率放大器输出信号由所述功率放大器接收并放大功率放大器输入信号而产生，所述功率放大器输入信号与所述回环信号之间存在正向耦合和反向耦合，所述回环路径还包含耦合消除机制，用于至少部分消除所述功率放大器输入信号与所述回环信号之间的所述正向耦合和反向耦合。2.如权利要求1所述的闭环数字预失真电路，其特征在于，所述耦合消除机制包含：衰减器，用于接收并减弱所述功率放大器输出信号，以输出衰减信号；以及相位切换器，用于接收所述衰减信号，并对所述衰减信号的相位进行移相操作以输出第一回环信号和第二回环信号，其中所述第二回环信号与所述第一回环信号之间存在非零相位偏移，以使所述第二回环信号与所述第一回环信号之间的相位差与所述功率放大器的增益及所述回环路径的增益至少大致呈线性比。3.如权利要求1所述的闭环数字预失真电路，其特征在于，所述耦合消除机制包含：衰减器，用于接收以及减弱所述功率放大器输出信号，以输出衰减信号；以及频率转换器，用于接收所述衰减信号并输出频率转换信号，所述频率转换信号的频率不同于所述功率放大器输入信号的频率。4.一种闭环数字预失真电路，其特征在于，包含：回环路径，耦接至功率放大器的输出端以接收功率放大器输出信号，其中所述功率放大器输出信号由所述功率放大器接收并放大功率放大器输入信号而产生，所述功率放大器输入信号与所述回环路径的输出信号之间存在反向耦合和反向耦合；以及移相元件，用于对所述功率放大器输入信号或功率放大器输出信号的相位进行移相操作，以输出第一回环信号和第二回环信号，其中所述第二回环信号与所述第一回环信号之间存在非零相位偏移，以使所述第二回环信号与所述第一回环信号之间的相位差与所述功率放大器的增益及所述回环路径的增益至少大致呈线性比。5.如权利要求4所述的闭环数字预失真电路，其特征在于，所述第一回环信号与第二回环信号之间存在180°的相位偏移。6.如权利要求4所述的闭环数字预失真电路，其特征在于，所述回环路径包含：第一衰减器，用于接收并减弱所述功率放大器输出信号，以输出第一衰减信号；相位切换器，用于充当移相元件，接收所述第一衰减信号，并对所述第一衰减信号的相位进行移相操作以输出相位切换器输出信号；第二衰减器，用于接收并减弱所述相位切换器输出信号，以输出第二衰减信号；以及下变频器，用于接收并下变频处理所述第二衰减信号，以使所述第二衰减信号的频率从第一频率转换至第二频率，所述第二频率低于所述第一频率。7.如权利要求4所述的闭环数字预失真电路，其特征在于，还包含：预失真校正模块，用于输出预失真信号；数字模拟转换器，用于接收所述预失真信号并转换所述预失真信号以产生一模拟信号；发射机，用于接收所述模拟信号，并基于所述模拟信号输出所述功率放大器输入信号；以及模拟数字转换器，用于接收所述回环路径的输出信号，并转换所述回环路径的输出信号至一数字信号；其中所述预失真校正模块接收所述数字信号，并至少部分基于所述数字信号产生所述预失真信号。8.如权利要求7所述的闭环数字预失真电路，其特征在于，还包含：耦合补偿滤波器，耦接在所述预失真校正模块与回环路径之间，用于对所述回环路径的输出信号进行滤波处理，所述耦合补偿滤波器的滤波系数基于由所述正向耦合和反向耦合引起的耦合效应而设置。9.一种闭环数字预失真电路的执行方法，其特征在于，包含：对功率放大器输入信号或功率放大器输出信号的相位进行移相操作，以使所述闭环数字预失真电路的回环路径输出第一回环信号和第二回环信号，其中所述功率放大器输入信号为所述闭环数字预失真电路中的功率放大器接收的信号，所述功率放大器输出信号为所述功率放大器输出的信号，所述第二回环信号与所述第一回环信号之间存在非零相位偏移；以及对所述第一回环信号和第二回环信号进行处理，以复制所述功率放大器输出信号；其中所述功率放大器用于接收并放大所述功率放大器输入信号，以产生所述功率放大器输出信号；所述回环路径用于接收所述功率放大器输出信号以产生输出信号；以及所述功率放大器输入信号与所述回环路径的输出信号之间存在正向耦合和反向耦合。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一回环信号与第二回环信号之间存在180°的相位偏移。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包含：对...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永辉，宋飞，王富正，松浦彻，乌蕯马·KA·沙那，吕季垣，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71