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          基于功率檢測(cè)自適應(yīng)的前饋功放設(shè)計(jì)

          作者: 時(shí)間:2012-10-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:分析了常用雙環(huán)自適應(yīng)在屏蔽和寬帶頻率兼顧等地方的缺陷,設(shè)計(jì)了一個(gè)。自適應(yīng)應(yīng)用于前饋系統(tǒng)第一極環(huán)路,通過(guò)MCU監(jiān)控電壓檢測(cè)值,自動(dòng)調(diào)節(jié)第一環(huán)路的移相、調(diào)幅矢量調(diào)節(jié)器,改變相位、幅度參數(shù),以達(dá)到環(huán)路抵消最好,保證在功率與頻率不斷變化的情況下,誤差信號(hào)提取時(shí)刻都保持最純凈。仿真結(jié)果顯示,在輸出125W的GSM前饋系統(tǒng)中,可使其IMD3小于-65dBc。
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          0 引言
          隨著現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信的迅速發(fā)展,射頻功率放大器朝著大功率,高效率與高線(xiàn)性的方向發(fā)展而目前引起功率放大器的非線(xiàn)性的因素主要有以下兩點(diǎn):工作于甲乙類(lèi)狀態(tài)的大功率LDMOS的應(yīng)用越來(lái)越廣泛;非線(xiàn)性器件的引入,多載波技術(shù)的應(yīng)用都將使輸出信號(hào)產(chǎn)生交調(diào)失真。因此,在設(shè)計(jì)射頻功率放大器時(shí),線(xiàn)性度是需要考慮的關(guān)鍵指標(biāo)。目前常用的線(xiàn)性化技術(shù)有功率回退、預(yù)失真技術(shù)(APD/DPD)、前饋技術(shù)(FF)等。其中,功率回退技術(shù)能一定程度的改善窄帶信號(hào)的線(xiàn)性度;而預(yù)失真技術(shù)通過(guò)反饋信號(hào)對(duì)失真信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn),對(duì)線(xiàn)性度有較大的改善;前饋技術(shù),由于其采用兩個(gè)環(huán)路精確抵消,能較好地改善線(xiàn)性指標(biāo),而且不受帶寬限制,所以在線(xiàn)性化方面有較大優(yōu)勢(shì),但效率較低。本文首先簡(jiǎn)述了一般前饋線(xiàn)性化技術(shù)自適應(yīng)方面的缺陷,而后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),添加了自適應(yīng)算法,并通過(guò)功率檢測(cè)對(duì)誤差提取信號(hào)進(jìn)行改善,從而達(dá)到改善輸出信號(hào)線(xiàn)性度的目的。

          1 自適應(yīng)前饋控制原理
          系統(tǒng)相比其他線(xiàn)性化技術(shù)較為復(fù)雜,其原理主要是通過(guò)移相器和矢量調(diào)幅器的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)環(huán)路的抵消;因此,要在功率和頻率不斷變化的情況下實(shí)現(xiàn)精確的抵消,在前饋系統(tǒng)中必須加入自適應(yīng)電路。前饋系統(tǒng)的兩個(gè)環(huán)路分為信號(hào)抵消環(huán)路和誤差抵消環(huán)路。為了確保兩個(gè)環(huán)路均能達(dá)到較好的抵消效果,一般情況下第一環(huán)和第二環(huán)均要加入自適應(yīng)控制。目前應(yīng)用于前饋系統(tǒng)中的自適應(yīng)方法主要有直接信號(hào)相關(guān)檢測(cè)法,導(dǎo)頻檢測(cè)和最小功率檢測(cè)。本文主要是介紹在第一環(huán)最小功率檢測(cè)法的實(shí)際應(yīng)用中做出的幾點(diǎn)改進(jìn),如圖1所示,在傳統(tǒng)的前饋系統(tǒng)中第一環(huán)和第二環(huán)均使用到最小功率檢刪法。
          從圖1中可以看出,第一環(huán)最小功率檢測(cè)放在功分器2后面,此處功率檢測(cè)芯片一般使用比較經(jīng)典的AD8362,通過(guò)其檢測(cè)到的功率值判斷主信號(hào)是否完全被抵消。主信號(hào)完全被抵消才意味著誤差信號(hào)提取最純凈。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/153810.htm

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          在理論上認(rèn)為輸入信號(hào)是純凈的,在功分器1后一路信號(hào)經(jīng)過(guò)主放大后經(jīng)過(guò)耦合器,一路信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)源器件(功分器、延時(shí)線(xiàn)等)延時(shí)后,在合成器1處進(jìn)行抵消,將抵消的信號(hào)送到功率檢測(cè)器,這樣通過(guò)功率檢測(cè)器檢測(cè)到的功率就可以判斷當(dāng)前抵消狀態(tài),然后調(diào)節(jié)移相器和矢量調(diào)幅器后與之前檢測(cè)到的信號(hào)功率進(jìn)行比較,當(dāng)檢測(cè)到的功率最小時(shí)說(shuō)明環(huán)路抵消最好,這時(shí)的電路參數(shù)值就是當(dāng)前環(huán)境下電路的最優(yōu)參數(shù)。另外導(dǎo)頻法也是前饋系統(tǒng)中一種常用的自適應(yīng)方法。導(dǎo)頻是在電路中引入一個(gè)適當(dāng)功率大小的導(dǎo)頻信號(hào),導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)入前饋系統(tǒng)以后將被看作一個(gè)失真信號(hào)而得到一定程度的抵消,如果導(dǎo)頻信號(hào)通過(guò)前饋系統(tǒng)后被完全抵消了,那么由放大器產(chǎn)生的非線(xiàn)形失真信號(hào)也會(huì)被前饋系統(tǒng)最大程度的壓縮,但是導(dǎo)頻信號(hào)法不僅電路系統(tǒng)和控制程序復(fù)雜,而且還會(huì)引入新的交調(diào)失真,所以應(yīng)用起來(lái)也較有難度。

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