线性功放知识简介

Comba Telecom Systems
术语、定义和缩略语
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
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5、前馈技术原理 、
前馈技术为目前功率放大器的主流技术，对其原理简单介绍如下： 前馈型线性功率放大器的原理框图如图1所示，该放大器从其输出中只 提取了互调失真信号并将其与反相的输出信号混合，因而改进了C/I（载 频－互调）比。
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线性功放知识简介
生技部内部技术资料 2003年9月
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目
录
1、术语、定义和缩略语 术语、 术语 2、为什么宽带信号要采用线性功放技术（NCDMA、WCDMA) 、为什么宽带信号要采用线性功放技术（ 、 3、功放线性功化技术分类（前馈和预失真） 、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 、 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 、
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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。
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4、预失真技术原理简介 、
2、数字预失真（基带预失真－线性功放未来发展的方向）（一） 、数字预失真（基带预失真－线性功放未来发展的方向）（一 ）（
图5 数字预失真原理框图 Comba Telecom Systems
4、预失真技术原理简介 、
2、数字预失真（基带预失真－线性功放未来发展的方向）（一） 、数字预失真（基带预失真－线性功放未来发展的方向）（一 ）（ 数字预失真是一种放大器线性化方法， 数字预失真是一种放大器线性化方法，能显著提高多载波放大器的 效率。其原理是：非线性失真功能内置于数字、 效率。其原理是：非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域 其与放大器展示的失真功能数量相当（ 相等”），但功能却相 中，其与放大器展示的失真功能数量相当（“相等”），但功能却相 将这两个非线性失真功能相结合，便能够实现高度线性、 反。将这两个非线性失真功能相结合，便能够实现高度线性、无失真 的系统。这样就可以在功率放大器（ ）内使用简单的AB类平台 类平台， 的系统。这样就可以在功率放大器（PA）内使用简单的 类平台， 从而可以消除制造前馈放大器（ 从而可以消除制造前馈放大器（feed forward amplifier）的负担和复杂 ） 此外，由于放大器不再需要误差放大器失真矫正电路， 性。此外，由于放大器不再需要误差放大器失真矫正电路，因此可以 显著提高系统效率。 显著提高系统效率。 数字预失真系统的基本运行原理上图5所示 所示。 数字预失真系统的基本运行原理上图 所示。目标是数字化生成非 线性，以获得放大器所展示的优异特征。 线性，以获得放大器所展示的优异特征。如果对基带非线性进行了正 确建构，那么对连续流经基带非线性层叠（ 确建构，那么对连续流经基带非线性层叠（cascade）及放大器的信号 ） 的总体系统响应则为线性增益响应。 的总体系统响应则为线性增益响应。这就意味着不会再发生失真和光 谱再增长现象，因此可以极大地满足当前需求。 谱再增长现象，因此可以极大地满足当前需求。
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 体管和选择合理的工作状态外，还要采用合理的线性化措施。
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2、为什么宽带信号要采用线性功放技术 、 （3）宽带信号要采用线性化技术的原因
在NCDMA或WCDMA 中，即使是单载波，也需要使用高 线度指标的RF功率放大器；这是因为。CDMA技术是随机包络 的宽带通道，如果采用一般的高功放（通常工作于AB类）进 行信号放大，将由于交调失真的影响产生频谱再生效应，对相 邻的信道产生严重的干扰，为此3GPP规定了频谱辐射屏蔽 （Spectrum emission mask）的要求，而通常所说的高功放是难 以达到这个要求的，虽然采用A类功放可能会达到这个要求， 但是它的效率太低，也难以把信号放大到几十瓦的量级，为此， 在高功放的基础上必须对其进行线性化的处理。把运用了线性 化技术的功放称为线性功放，它可以较好的解决信号的频谱再 生问题。
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4、预失真技术原理简介 、
1、模拟预失真（RF和IF预失真）（一） 、模拟预失真（ 和 预失真）（一 预失真）（ 如图3所示：a是预失真线性器的输入输出曲线示意图；b是微波晶体管放 大器的输入输出曲线示意图。可以看出经过预失真器件的输出信号再经过 放大器进行放大，从而补偿了放大器的非线性特征，使放大器的非线性提 高（如c）。
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2、为什么宽带信号要采用线性功放技术 、
(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。
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1、术语、定义和缩略语 术语、 术语
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。
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4、预失真技术原理简介 、
1、模拟预失真（RF和IF预失真） （二） 、模拟预失真（ 和 预失真 预失真）
是一种预失真线性器的结构， 电桥后相位相差90° 图4是一种预失真线性器的结构，信号经 是一种预失真线性器的结构 信号经3dB电桥后相位相差 °，一路经 电桥后相位相差 具有可调移相器和衰减器的“线性支路” 具有可调移相器和衰减器的“线性支路”，另外一路经过由两个反相并联 二极管组成的“非线性支路” 然后经3dB电桥耦合器加和输出。经过 电桥耦合器加和输出。 二极管组成的“非线性支路”，然后经 电桥耦合器加和输出 线性支路”的信号随输入信号的增加而增加，经过“非线性支路” “线性支路”的信号随输入信号的增加而增加，经过“非线性支路”的信 随输入信号的增加不呈现线性变化，根据微波二极管非线性特性， 号，随输入信号的增加不呈现线性变化，根据微波二极管非线性特性，输 入信号小时，二极管衰减大，输入信号大时，二极管衰减小。 入信号小时，二极管衰减大，输入信号大时，二极管衰减小。这样具有 90°相差的两路信号再输出3dB耦合器合成时，能获得图3c的曲线特征。 °相差的两路信号再输出 耦合器合成时，能获得图 的曲线特征。 耦合器合成时 的曲线特征
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术语、定义和缩略语
CDMA LMDS WLAN ACPR DSP FPGA LPA VSWR RF IF
码分多址（ 码分多址（Code Division Mulitiple Access） ） 本地点对多点分布系统（ 本地点对多点分布系统（Local Mulitipoint Distribution System） ） 无线局域网（ 无线局域网（Wireless Local Area Network） ） 邻信道泄漏功率抑制比（ 邻信道泄漏功率抑制比（Adjacent Channel Leakage Power Ratio） ） 数字信号处理器（ 数字信号处理器（Data Signal Processor） ） 现场可编程门阵列（ 现场可编程门阵列（Field Program Gate Array） ） 线性功率放大器（ 线性功率放大器（Liner Power Amplifier） ） 电压驻波比（ 电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio） ） 射频（ 射频（Radio Frequency） ） 中频（ 中频（Intermediate Frequency） ）
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2、为什么宽带信号要采用线性功放技术 、 (1)、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。