一种带外预失真信号注入电路制造技术

本发明专利技术公开了一种带外预失真信号注入电路，包括隔直电容、隔直电容、高频扼流线圈、去耦电容和射频功率放大器；射频输入信号经由隔直电容后输出到射频功率放大器的输入端；所述电路还包括一个具有高输入阻抗的运算放大器；直流偏置信号输入运算放大器的正相输入端；去耦电容一端接直流偏置信号，另一端接地；包络信号串连隔直电容后连接运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端串连高频扼流线圈后接射频功率放大器的输入端，射频功率放大器的输出信号为所述电路的输出。使用本发明专利技术提出的注入电路，能够有效实现低频包络信号与直流信号之间的隔离；拓展了包络注入线性化方法应用的频率范围；并且能大幅度的降低系统的成本。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信系统中高频放大器的线性化技术，尤其是涉及带外预失真信号的注入技术。
技术介绍
近年来，随着无线通信在世界范围内的迅速发展，无线频谱资源日益紧张。为了更有效的利用有限的频谱资源，许多无线通信系统都采用了频谱利用率更高的线性调制方式。由于线性调制信号的相位与幅度均携带有用信息，因此对这种信号的任何非线性放大均会造成误码率的增加以及对相邻无线频道的干扰。这两种不良效应都是在设计无线通信系统时应极力避免的，所以线性调制信号一定要求高线性度的放大。放大器的非线性失真包括非线性幅度失真(AM-AM失真)，非线性相位失真(AM-PM失真)还有非线性的电学和热学记忆效应。自适应数字预失真是一种常用的线性化技术，其原理是在信号进入放大器之前，将信号按与放大器非线性特性相反的方式变换，其方式正好能补偿放大器的非线性互调失真。由于是在信号放大之前，即信号较小时进行补偿，因此它能够取得比传统的前馈技术更高的功率效率，但也正是由于是在信号被放大之前实施补偿，因此其补偿效果对放大器的记忆效应(包括电学记忆效应和热学记忆效应)十分敏感。放大器记忆效应的存在使得放大器的非线性特性不唯一确定，而与以前的输入信号密切相关，不考虑这种相关性的补偿必然在其线性化带宽和线性化性能上受到限制。而如果按通常的方式，即在预失真处理时同时考虑记忆效应的影响(预失真补偿和记忆效应补偿始终在一个频带内进行)，则要么使整个系统非常复杂，要么记忆效应不能得到充分的补偿。带外预失真(也称包络注入)是一种能有效抵消放大器有记忆的互调失真的方法。其原理是区别与普通预失真之处在于其对记忆效应的补偿与预失真补偿不是在同一个频带内进行的，记忆效应的补偿信号是一个输入信号功率包络的函数。带外预失真信号和经过带内预失真处理的带内信号在放大器输入端叠加后进入放大器。这里的带外预失真信号的含义与包络注入信号是一致的。对于双音输入信号，包络注入信号就是双音信号的差频信号的函数；对于带限高斯白噪声信号，包络注入信号是信号的功率包络的函数。包络注入信号能有效的消除放大器的记忆效应是因为无论放大器的电学记忆效应还是热学记忆效应都与输入信号的功率包络密切相关。但是通常的包络注入方法能够有限补偿的频率范围有着很大的局限性在频率的低端，由于必须用到隔直电容隔离放大管的直流偏置信号对包络注入电路的影响，因此非常低的包络注入信号将会被此隔直电容所阻止；在频率的高端，在放大器管输入端滤除直流纹波的大电容(通常是nF级别)，将严重衰减高频(高至数兆赫兹)包络注入信号，削弱其补偿效果。图1是一个常用的包络信号注入电路，它是直接采用合适的电容(隔直电容)和合适的电感(高频扼流圈)实现信号之间的隔离。如图1所示，射频输入信号101经由隔直电容102加到射频功率放大器110的输入端；包络注入信号103通过隔直电容104和高频扼流圈106加到射频功率放大器110的输入端；直流信号105通过高频扼流圈106加到射频功率放大器110的输入端。射频输入信号101与低频包络信号103和直流信号105之间通过隔直电容102和高频扼流圈106实现隔离；包络注入信号103与直流信号105之间通过隔直电容104实现隔离。这种隔离方式的一个最大问题是，包络注入信号与直流信号之间的隔离不充分，一部分高频包络注入信号将会被直流偏置的去耦电容108短路到地。图2是另一个现有的包络信号的注入电路，它采用宽带的信号合成器实现低频包络信号与射频输入信号的合成。与图1所示的电路的主要区别是它使用了宽带移相器实现射频输入信号201与包络注入信号203的合成。但是图2所示的注入电路存在的问题是包络信号与直流信号之间高频扼流圈206并不能有效地阻止去耦电容208对包络信号的高频成分的衰减，而且宽带信号合路器造价高昂且使用不便。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提出一种带外预失真信号的注入电路，它能有效的实现低频宽带带外预失真信号的注入，并实现低频的带外预失真信号、放大器的射频输入信号和直流偏置信号三种不同信号之间的有效隔离。本专利技术的核心思想是采用一个具有高输入阻抗的运算放大器实现直流偏置信号与低频包络注入信号之间的隔离。一种带外预失真信号注入电路，包括隔直电容302、隔直电容304、高频扼流线圈306、去耦电容308和射频功率放大器310；射频输入信号301经由隔直电容302后输出到射频功率放大器310的输入端；所述电路还包括一个具有高输入阻抗的运算放大器312；直流偏置信号305输入运算放大器312的正相输入端；所述去耦电容308一端接直流偏置信号305，另一端接地；所述包络信号303串连隔直电容304后连接运算放大器312的反相输入端；运算放大器312的输出端串连高频扼流线圈306后接射频功率放大器310的输入端，射频功率放大器310的输出信号309为所述电路的输出。使用本专利技术提出的带外预失真信号注入电路利用运算放大器输入端的直流高阻，有效的实现了低频包络信号与直流信号之间的隔离1、解决了射频信号、直流偏置和包络注入信号之间的隔离问题，实现包络信号的低失真注入，使包络注入信号可以应用于消除放大器的失真和记忆效应，使大幅度的提高线性化系统的线性化性能成为可能；2、拓展了包络注入线性化方法应用的频率范围，尤其是在高频方面，使包络注入可以应用于宽带信号，例如3G基站和移动台系统的射频功率放大器的线性化；3、应用本专利技术的线性化系统可以降低设计的复杂度，并大幅度的降低系统的成本。附图说明图1是一个常用的包络信号注入电路的电路图；图2是另一个现有的包络信号的注入电路的电路图；图3是本专利技术提出的带外预失真信号注入电路的电路图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。图1和图2已经在
技术介绍
中进行过说明。图3是本专利技术提出的带外预失真信号注入电路的电路图。如图3所示本专利技术提出的带外预失真信号注入电路，包括隔直电容302、隔直电容304、高频扼流线圈306、去耦电容308和射频功率放大器310；射频输入信号301经由隔直电容302后输出到射频功率放大器310的输入端；所述电路还包括一个具有高输入阻抗的运算放大器312；直流偏置信号305输入运算放大器312的正相输入端；所述去耦电容308一端接直流偏置信号305，另一端接地；所述包络信号303串连隔直电容304后连接运算放大器312的反相输入端；运算放大器312的输出端串连高频扼流线圈306后接射频功率放大器310的输入端，射频功率放大器310的输出信号309为所述电路的输出。为了实现低频的包络注入信号与直流信号之间的有效隔离，本专利技术提出的电路中增加了一个具有高输入阻抗的运算放大器312。包络信号303通过大容量的隔直电容304连接到运算放大器312的反相输入端，直流信号305连接到运算放大器312的正相输入端，这样包络信号303与直流信号305之间存在一个很高的阻抗，直流信号305被这个阻抗和隔直电容304阻挡，不能影响包络注入信号；包络注入信号303也因为这个阻抗的存在而避免了去耦电容308的影响，原则上，包络注入电路在高端的截止频率完全取决于运算放大器的带宽。直流偏置和包络注入信号作为一个整体加到放大器的输入端，高频扼流圈306和隔直电容302可以隔离射频信号与直流和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带外预失真信号注入电路，包括隔直电容（３０２）、隔直电容（３０４）、高频扼流线圈（３０６）、去耦电容（３０８）和射频功率放大器（３１０）；射频输入信号（３０１）经由隔直电容（３０２）后输出到射频功率放大器（３１０）的输入端；其特征在于：所述电路还包括一个具有高输入阻抗的运算放大器（３１２）；直流偏置信号（３０５）输入运算放大器（３１２）的正相输入端；所述去耦电容（３０８）一端接直流偏置信号（３０５），另一端接地；所述包络信号（３０３）串连隔直电容（３０４）后连接运 算放大器（３１２）的反相输入端；运算放大器（３１２）的输出端串连高频扼流线圈（３０６）后接射频功率放大器（３１０）的输入端，射频功率放大器（３１０）的输出信号（３０９）为所述电路的输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓伟，茹洪涛，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]