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目 录
1、术语、定义和缩略语
2、为什么宽带信号要采用线性功放技术(NCDMA、WCDMA)
3、功放线性功化技术分类(前馈和预失真)
4、预失真技术原理简介
5、前馈技术原理
6、800MHz 30W 线性功放实现原理和调试方法
7、工艺结构及信号流向图
8、附录
一、术语、定义和缩略语
1、前馈技术:利用主环路和误差环路来改善功率放大器的非线性失真,即将主环路提取的交调失真信号,在误差环中反相 并放大后和主功率放大器输出的信号进行交调失真抵消,从而改善功率放大器非线性失真的一种技术
2、主环:将功率放大器输出的信号(含交调失真信号)与输入的信号(不含交调失真信号)在载频抵消电路中进行载频抵消, 其输出只含交调失真信号的一种闭环电路
3、误差环:将功率放大器输出的信号(含交调失真信号)与只含交调失真的信号在交调抵消电路中进行交调失真抵消,其 输出只含较小失真信号的一种闭环电路。
4、载频抵消:依靠一个定向耦合电路,将耦合通路上的载频信号(含交调失真信号)与通道上同载频信号在定向耦合电路 上进行模拟抵消载频信号的过程
5、交调抵消:依靠一个定向耦合电路,将主环输出的交调失真信号放大后耦合在主功率输出的通道上,在定向耦合电路上 模拟抵消交调失真信号的过程
6、预失真技术:是依靠在功率放大器的输入通道中插入预失真部件,造成输入信号的预先岐变失真,由于预失真部 件的失真特性与功率放大器的非线性失真特性正好相反,从而消除功率放大器输出信号中的非线性失真产物,实现功 率放大器线性化改善目标的信号处理方案。预失真技术根据预失真器件的实现方法可以分为模拟预失真和数字预失 真。利用模拟器件的非线性行为直接实现功率放大器输入信号预失真的方法称为模拟预失真,通过数字算法对基带信 号进行处理实现预失真的方法称为数字预失真。
CDMA 码分多址(Code Division Mulitiple Access)
LMDS 本地点对多点分布系统(Local Mulitipoint Distribution System) WLAN 无线局域网(Wireless Local Area Network)
ACPR 邻信道泄漏功率抑制比(Adjacent Channel Leakage Power Ratio) DSP 数字信号处理器(Data Signal Processor)
FPGA 现场可编程门阵列(Field Program Gate Array) LPA 线性功率放大器(Liner Power Amplifier) VSWR 电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio)
RF 射频(Radio Frequency)
IF 中频(Intermediate Frequency)
二、为什么宽带信号要采用线性功放技术(NCDMA、WCDMA)
(1)、PA 产生的非线性失真(频谱再生效应) 如图 1 所示:放大器在 OA 区域时,Pin 与Pout成线性关系,即功率增益Gp 基本保持不变。Pin 继续增加,Pout 出现滞胀,Gp 开始减小, Pout 达到最大后开始下降,Gp 进一步减小。通常把增益Gp 从Gpmax 下降 1dB 的D 点称为1dB 增益压缩点,此点是线性和非线性的分界点。Pin 超过 Pin(1dB)后,放大器很快进入饱和工作区,即非线性区。 Pin(1dB)越大,放大器线性度越高。
、PA 产生的非线性失真(频谱再生效应) 放大器在非线性区域时,输出 Pout 中包
含新的频率分量。如果为单频 f1 信号,输出Pout 中包含 f1 以及它的的高次谐波频率成分;如果为两个频率 f1 及 f2 的组合信号, 输出中将包含 mf1±nf2 的频率成分信号,其中 m,n 分别为 0,1,2?,考虑到放大器负载的频率是有限的,输出的频率成分中一般包含 f1,f2 和它们的组合分量 2f1-f2、2f2-f1、3f1-2f2、3f2-2f1?.,
图 2 中给出了输入信号和输出信号的频谱,由于放大器输出产生新的分量而导致的输出信号失真,称为放大器的非线性失真。
传统功率放大器线性化方法及它的局限性1、负反馈:应用于低频率较窄的频段。
2、补偿技术(back-off):即降低输入功率 Pin,使放大器的工作点远离饱和区,用降低输出功率的方法减小非线性失真。这种方法简单也可以保证线性。但是由于放大器的工作电流不变,使得效率降低,晶体管本身也“大材小用”, 没有发挥它的能力。当需要大的输出功率时,就需要输出功率更大的放大管,这对器件提出了更高的要求。这些局限 性限制了补偿技术的广泛应用。
既要保证高功率,又要高线性,高效率,显然在保证有良好的晶体管和选
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