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發佈日期:2016-04-25
射頻功率放大器的線性化技術

射頻功率放大器的非線性失真會使其產生新的頻率分量,如對於二階失真會產生二次諧波和雙音拍頻,對於三階失真會產生三次諧波和多音拍頻。這些新的頻率分量如落在通帶內,將會對發射的信號造成直接干擾,如果落在通帶外將會幹擾其他頻道的信號。為此要對射頻功率放大器的進行線性化處理,這樣可以較好地解決信號的頻譜再生問題。射頻功放基本線性化技術的原理與方法不外乎是以輸入RF信號包絡的振幅和相位作為參考,與輸出信號比較,進而產生適當的校正。實現射頻功放線性化的常用技術有三種:功率回退、預失真、前潰1、功率回退這是最常用的方法,即選用功率較大的管子作小功率管使用,實際上是以犧牲直流功耗來提高功放的線性度。
功率回退法就是把功率放大器的輸入功率從1dB壓縮點(放大器有一個線性動態範圍,在這個範圍內,放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續增大,放大器漸漸進入飽和區,功率增益開始下降,通常把增益下降到比線性增益低1dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點,用P1dB表示。)向後回退6-10個分貝,工作在遠小於1dB壓縮點的電平上,使功率放大器遠離飽和區,進入線性工作區,從而改善功率放大器的三階交調係數。一般情況,當基波功率降低1dB時,三階交調失真改善2dB。
功率回退法簡單且易實現,不需要增加任何附加設備,是改善放大器線性度行之有效的方法,缺點是效率大為降低。另外,當功率回退到一定程度,當三階交調製達到-50dBc以下時,繼續回退將不再改善放大器的線性度。因此,在線性度要求很高的場合,完全靠功率回退是不夠的。
2、預失真
預失真就是在功率放大器前增加一個非線性電路用以補償功率放大器的非線性失真。
預失真線性化技術,它的優點在於不存在穩定性問題,有更寬的信號頻帶,能夠處理含多載波的信號。預失真技術成本較低,由幾個仔細選取的元件封裝成單一模塊,連在信號源與功放之間,就構成預失真線性功放。手持移動台中的功放已採用了預失真技術,它僅用少量的元件就降低了互調產物幾dB,但卻是很關鍵的幾dB。
預失真技術分為RF預失真和數字基帶預失真兩種基本類型。RF預失真一般採用模擬電路來實現,具有電路結構簡單、成本低、易於高頻、寬頻應用等優點,缺點是頻譜再生分量改善較少、高階頻譜分量抵消較困難。
數字基帶預失真由於工作頻率低,可以用數字電路實現,適應性強,而且可以通過增加採樣頻率和增大量化階數的辦法來抵消高階互調失真,是一種很有發展前途的方法。這種預失真器由一個矢量增益調節器組成,根據查找表(LUT)的內容來控制輸入信號的幅度和相位,預失真的大小由查找表的輸入來控制。矢量增益調節器一旦被優化,將提供一個與功放相反的非線性特性。理想情況下,這時輸出的互調產物應該與雙音信號通過功放的輸出幅度相等而相位相反,即自適應調節模塊就是要調節查找表的輸入,從而使輸入信號與功放輸出信號的差別最校注意到輸入信號的包絡也是查找表的一個輸入,反饋路徑來取樣功放的失真輸出,然後經過A/D變換送入自適應調節DSP中,進而來更新查找表。