模拟预失真电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种模拟预失真电路，连接在功率放大器电路前，包括：一个电桥，多个二极管、多个匹配电路、一个控制电压、两个隔直电容、及多个偏置电阻。本发明专利技术还公开了一种利用该电路的模拟预失真方法，包括：射频输入信号进入模拟预失真电路；根据射频输入信号自动调节模拟预失真电路的工作状态；调节控制电压及匹配电路对射频输入信号进行预失真处理；输出叠加了预失真补偿信号的射频输出信号。本发明专利技术的电路结构简单，调整方法方便，易于实现。且效率高、稳定性好、精度高，对功率放大器线性度改善效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种功率放大器的线性化电路，具体涉及一种模拟预失真 电路。本专利技术还涉及一种利用该电路的模拟预失真方法。技术背景近年来，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。既要满足输出功率的要求，又要满足邻道 功率抑制、效率的要求，光靠回退技术是不能实现的。在即将到来的第三 代移动通信系统中，随着对电平要求的提高，其信噪比要求将快速上升， 从而需要更高的发射功率，这就对功率放大器提出了更严格的线性要求。始终面临着不断解决宽带RF大功率放大器在'线性'和'效率'之间所普遍存在的的矛盾问题。当前所采用的线性化技术主要有功率回退技术、前馈技术、预失真技术等。对于应用于CDMA 、 WCDMA的大功率功率放 大器而言，采取功率回退技术，虽然满足邻道功率泄漏抑制的要求，但是 随着功率放大器输出减小、导致功率放大器效率低、功耗大。所以CDMA 、 WCDMA等功率放大器，既要输出高功率，又要满足邻道功率抑制等效率的 要求，回退技术是不能实现的。目前前馈和数字预失真这两个方案都能 得到很好的线性改善，但其技术难度高，需要庞大的研究小组，同时成 本昂贵，需要许多外围元器件，功率放大器的体积一般也比较大。模拟预失真方案较前馈和数字预失真方案来说，虽然其线性改善程度无法达 到相同的水平，但也有很好的改善效果。而模拟预失真方案的技术难度 低，体积小，成本低等优点是非常明显的。批量生产非常方便，是目前 普遍采用的一种技术。放大器的非线性失真包括幅度失真(旭一層)，相位失真(AM—PM)。 其中，AM-AM转换相当于一个调幅信号加到理想的放大器上，因而AM-AM转 换主要影响到功率放大器的交调指标；AM-PM转换相当于一个调相信号加 到理想的功率放大器上，它主要影响功率放大器的频谱再生指标邻道功率 泄漏比(ACPR)。模拟预失真技术，是一种在模拟域对输入的信号预先进行 失真处理的技术。使射频信号在经过射频功率放大器后所产生的失真信号 分量和原始输入射频信号所产生的失真信号分量幅度相等，相位相反，以 抵消功率放大器对输入信号带来的非线性影响，从而达到线性化的目的。图1描述了模拟预失真的原理。功率放大器的非线性对增益传输曲线 造成的压縮。模拟预失真则产生一个与之相反的失真来抵消功率放大器的 非线性对增益传输曲线造成的压縮，如果两种失真的传输函数能够完全反 向一致，则最后得到的是一个线性的幅度传输函数。对相位的处理也一样， 模拟预失真产生一个与功率放大器自身传输函数相反的传输函数，来抵消 功率放大器的相位失真，最后得到线性的相位传输函数。目前，流行的模拟预失真电路的实现主要有以下几种有的是根据功 率放大器对输入信号的压縮特性，预先使用预失真器对输入信号进行扩 展，以抵消功率放大器对输入信号带来的非线性影响。此种方法中，预失 真器的器件工艺和功率放大器器件工艺完全不同，如当功率放大器的器件采用的是LDMOS(横向散射晶体管)工艺时，预失真器的器件一般会采用 GaAS (砷化镓)工艺等。预失真器的器件需要根据功率放大器的器件进 行定做，提高了设计难度和设计成本，有很大的局限性；另外还有的是利 用预失真信号发生器对输入射频信号产生失真信号分量，该失真信号分量 在进入到功率放大器前先分别控制相位和幅度，使它与原始输入射频信号 通过功率放大器所产生的失真信号分量的相位相反、幅度相同，以抵消功 率放大器对输入信号带来的非线性影响。此射频预失真系统对高阶非线性 失真信号也能够校准，具有校准效果好，有较高的校准动态范围等优点， 但是，由于其中的预失真信号发生器在整个输入信号过程中始终处于工作 状态，提高了射频预失真系统的成本、降低了射频预失真系统的工作效率 和系统的稳定性。另外预失真信号发生器主要由矢量调制器构成，具有如 下缺点1、由于矢量调制器相位和增益失真随功率变化的特性与功率放 大器管的特性相差甚远，如果要满足整个功率范围内都达到较好的线性， 需要一个复杂的自适应控制电路对功率放大器失真进行检测，再通过单片 机或DSP对得到的信息进行处理，然后控制矢量调制器达到线性化的目 的。2、由于单片机和DSP的运算频率远低于射频频率，由它们控制的 失真也就无法实现对调制后射频信号的失真进行实时、有效的补偿。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单的模拟预失真电 路，它可以有效改善功率放大器线性、提高功率放大器效率。为此，本发 明还要提供一种利用该电路的模拟预失真方法。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种模拟预失真电路，连接在功率放大器电路前，包括 一个电桥，多个二极管、多个匹配电路、 一个 控制电压、两个隔直电容、及多个偏置电阻；电桥一端为射频输入信号输入接口， 一端为射频输出信号输出端口， 另外两端口电路对称连接 一路通过匹配电路接地，另一路依次通过匹配 电路、隔直电容、及至少一个偏置电阻连接到控制电压；两个隔直电容两端分别通过至少一个二极管接地，二极管相对两个 隔直电容对称分布。本专利技术还提供了一种利用上述电路的模拟预失真方法，包括如下步骤(1) 、射频输入信号进入模拟预失真电路；(2) 、根据射频输入信号自动调节模拟预失真电路的工作状态；(3) 、调节控制电压及匹配电路对射频输入信号进行预失真处理， 形成预失真分量；(4) 、输出叠加了所述预失真分量的射频输出信号。 因为本专利技术用模拟预失真电路及基于该电路的模拟预失真方法能够有效地对放大器产生的幅值失真、相位失真进行补偿。本专利技术的电路结构 简单，调整方法方便，易于实现。且效率高、稳定性好、精度高，线性度改 善效果显著。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。 图1是模拟预失真技术基本原理图；图3是二极管的等效电路图。具体实施方式如图2是本专利技术的模拟预失真电路实施例的示意图。本实施例的电路结构包括 一个电桥，多个二极管、多个匹配电路、 一个控制电压、两个 隔直电容、及多个偏置电阻。本实施例中的匹配电路采用微带线，也可以 采用电阻匹配，电桥为3dB定向耦合电桥，二极管采用肖特基二极管。3dB定向耦合电桥一端为射频输入信号输入接口， 一端为射频输出信号输出端口，另外两端口电路对称连接两条支路 一路通过匹配电路l(匹配电路2)接地，另一路依次通过匹配电路3 (匹配电路4)、隔直电容C1 (隔直电容C2)、及偏置电阻R1 (偏置电阻R2)连接到控制电压VCC。另外隔直电容C1、 C2两端均通过至少一个二极管与地连接。二极管 相对隔直电容C1、 C2的分布应该是对称的。如图2中所示，隔直电容C1的近电桥端连接二极管D1、 D3的正极， 远电桥端连接二极管D2、 D4的正极，且二极管D1、 D2、 D3、 D4的负极均 接地。与此对称，隔直电容C2通过二极管D5、 D6、 D7、 D8与地连接。二极管的伏安特性曲线是一条类似于指数增长的曲线，随着输入电 压的增大，输出电流会成指数上升，达到一定的值后，就进入饱和状态。 模拟预失真器电路中，电源VCC提供二极管偏置电压，两个电阻R1，R2 是偏置电阻，两个电容C1，C2起到隔直的作用。输入射频信号经过二极管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟预失真电路，连接在功率放大器电路前，其特征在于，包括：一个电桥，多个二极管、多个匹配电路、一个控制电压、两个隔直电容、及多个偏置电阻；所述的电桥一端为射频输入信号输入接口，一端为射频输出信号输出端口，另外两端口电路对称连接：一路通过所述匹配电路接地，另一路依次通过所述匹配电路、所述隔直电容、及至少一个所述偏置电阻连接到所述控制电压；所述的两个隔直电容两端分别通过至少一个所述二极管接地，所述二极管相对所述的两个隔直电容对称分布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏瑜，刘德复，
申请(专利权)人：锐德科无线通信技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]