通信技術(shù)從1G演變到現(xiàn)在的5G,和即將登場的6G,信號帶寬越來越寬,調(diào)制方式越來越復(fù)雜,峰均比越來越高,隨之帶來的功放線性化技術(shù)要求越來越高。
本文來介紹一下現(xiàn)有的線性化技術(shù)。
功率回退
功率回退是最簡單最有效的線性化技術(shù)。
回退是以犧牲效率為代價的,這種技術(shù)適用于沒有任何數(shù)字技術(shù)和模擬線性技術(shù)的公司。
負(fù)反饋技術(shù)
負(fù)反饋原理
從上述公式可以看出,負(fù)反饋方案可以降低由功放帶來的噪聲。
常用的負(fù)反饋技術(shù)有笛卡爾環(huán)負(fù)反饋,和極坐標(biāo)負(fù)反饋。
一般來說,負(fù)反饋可以提升10dB左右的線性。
但是由于負(fù)反饋會造成延時,同時可能會引起不穩(wěn)定,所以此技術(shù)只適用于低速系統(tǒng)。
前饋技術(shù)
該技術(shù)利用兩個環(huán)路實現(xiàn)功放非線性的前向通路補償,這兩個環(huán)路分別是信號消除環(huán)和失真消除環(huán),信號消除環(huán)利用延遲后的原始輸入信號減去衰減的主放大器放大信號,以得到主放大器的失真信號,失真消除環(huán)將失真信號放大后,對主放大器的放大信號進(jìn)行補償,從而得到原輸入信號的線性放大輸出信號。
前饋線性化技術(shù)不會降低功放增益,增益帶寬與實際帶寬一致,不像負(fù)反饋技術(shù)那樣有額外的帶寬要求,改進(jìn)過程與系統(tǒng)延遲信號無關(guān),不存在負(fù)反饋技術(shù)那樣的穩(wěn)定性的問題,因此前饋線性化技術(shù)無條件穩(wěn)定,線性化改進(jìn)可以多級實現(xiàn),并且對元器件失效具有強(qiáng)容忍性,該技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。
但是前饋對電路的幅度和相位延時要求非常高,電路設(shè)計也比較復(fù)雜,不適用與批量。
預(yù)失真
射頻預(yù)失真
射頻預(yù)失真是在功放前利用射頻有源器件對信號進(jìn)行預(yù)失真,射頻有源器件與功放特性完全相反,這樣失真后的信號經(jīng)過放大器之后,輸出信號將與原信號成正比放大關(guān)系。
此種技術(shù)簡單,但是線性化效果一般,同時不適用于寬頻系統(tǒng)。僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)改善作用,比如線性差幾個dB,可以用技術(shù)補償。
數(shù)字預(yù)失真
數(shù)字預(yù)失真前文有詳細(xì)講過,此技術(shù)最難的在于實現(xiàn),很多公司都有在做,但是線性化效果相差甚遠(yuǎn),華為DPD可以做到鄰道70dB,但是很多公司就只能做到35dB。
目前市面上也有DPD此類芯片出現(xiàn),例如ADI的AD9002系列,此類芯片集成了DPD算法,適用于多種功放。此類芯片的開放,讓很多沒有DPD技術(shù)的公司看到了機(jī)會。
總結(jié)
線性化技術(shù)對于發(fā)射機(jī)至關(guān)重要,數(shù)字預(yù)失真也慢慢變得沒那么神秘,雖然各家線性化效果相差甚大,但是走出第一步,才有超越的機(jī)會。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:發(fā)射機(jī)的線性化技術(shù)
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