[发明专利]极性调制系统

说明书

技术领域

本发明涉及极性(polar)调制系统，具体涉及通过产生多极脉宽调制信号而实现极性调制的极性调制系统。

背景技术

极性调制已经被证明是一种用来提供多模和多频带操作的有效其高效的方法。在极性调制中，单独调制载波的振幅和相位。这种方法允许使用相同的调制器结构来实现不同的无线标准，例如CDMA、TDMA、GSM或GPRS，并在需要时可以在发射机处进行数字切换。

优于使用传统的基带信号的同相I和正交Q标量分量来调制RF载波，极性调制显式地用复合基带信号的振幅A调制RF载波的振幅，并可以显式地用复合基带信号的角度φ调制RF载波的相位。

一种实现极性调制的已知方法是通过将复合基带信号的振幅A直接施加于电源，来调制RF功率放大器的电源电压，其中该功率放大器放大了携带复合基带信号的相位信息的恒定包络(envelope)相位调制信号。为了功率有效，通过高效的DC-DC转换器来进行电源电压的调制。这种实施的缺点在于，在高效的DC-DC转换器中达到高的调制带宽并避免切换波纹较复杂。

另一种实现极性调制的已知方法通过将二电平脉宽调制信号(PWM)施加于切换功率放大器来实现。在该方法中，必须通过将调制了振幅及相位的载波信号与三角或锯齿形信号进行比较才能产生PWM信号。对三角或锯齿形信号的要求是其频率至少是载波频率的两倍。该方法对于功率放大器要求很高的切换频率，包括过采样，并且三角或锯齿形信号是高度线性的。此外，载波信号需要在进行脉宽转换之前被线性地振幅调制。

发明内容

本发明的发明人认识到改进的极性调制系统是有益的，并因此设计了本发明。

本发明提供一种改进的系统，该系统能够以有效且高效方式进行极性调制，其中功率放大器的切换频率等于RF载波频率，不需要过采样。优选地，本发明降低、减轻或消除了一个或更多个上述或其他单独的或任何组合的缺点。

因此，在第一方面，提供一种极性调制系统，用于产生由基带信号调制的RF输出信号，该系统包括：

基带预失真单元，用于接收代表基带信号的振幅的信号，并产生携带基带信号的振幅信息的预失真信号；

第一比较器，耦合以比较携带基带信号的相位信息的射频信号和预失真信号，提供第一脉宽调制射频信号；

第二比较器，耦合以比较携带基带信号的相位信息的射频信号和预失真信号，提供第二脉宽调制射频信号，其中预失真信号或携带相位信息(120)的射频信号在被馈送给比较器时被反相；以及

组合和放大级，组合第一脉宽调制射频信号和第二脉宽调制射频信号，并用于提供携带基带信号的振幅和相位的第三脉宽调制射频信号。

该基带预失真单元可包括一个或更多个预失真块，其中每一块映射基频信号的振幅以满足RF输出信号的特定需求，例如占空比的修改或在第一和第二比较器中使用的比较器电平的修改。在第一和第二比较器输出处的切换频率等于典型地被锁定到一个参考RF振荡器的RF输出信号的频率。该相位调制既可以通过用相位的导数来调制参考RF振荡器，也可以通过在RF振荡器之后放置具有调制功能的移相器，来实现。组合和放大级能够组合第一和第二脉宽调制信号，从而产生携带了基带信号的振幅和相位的第三脉宽调制射频信号。根据特定的应用，组合和放大级还能够提供具有所需功率电平的第三脉宽调制信号来确保调制信号的正确传输，例如，如果调制器要用在无线LAN、蓝牙应用或无线移动应用中，则可能需要不同的功率电平。

特别地但并不排它地，本发明由于很多原因而具有优势。由于该极性调制系统在其自身中提供振幅调制，因此不需要额外的线性振幅调制。由于在第三脉宽调制信号的脉冲的中间位置等于正弦RF振荡器信号的对应峰值，因此在比较和组合的过程中不引入AM至PM的转换。此外，第一和第二比较器输出处的切换频率等于RF输出信号的频率，因此免除了对第一或第二比较器处的过采样的任何需求。该RF振荡器产生正弦输出信号，并因此免除了对更复杂信号(例如，高度线性的三角信号、锯齿形信号)的需求。

如权利要求2所定义的可选特征是有利的，因为与生成二电平脉宽调制信号相比，通过生成三电平第三脉宽调制射频信号显著地减少了低频失真的量。而且，所有偶次谐波以及对应的边带都不存在或几乎不存在。而且，确保第一和第二脉宽调制信号是二进制信号显著地减少了产生三电平脉宽调制信号的组合级的复杂度。