RF功率放大器的自適應(yīng)前饋線性化技術(shù)詳細(xì)說明

　　常用的線性化技術(shù)有反饋法、預(yù)失真法、前饋法、笛卡爾環(huán)、非線性部件實(shí)現(xiàn)線性化（LINC）等。預(yù)失真法是最常用的，其工作函數(shù)預(yù)失真器有2個(gè)顯著的特點(diǎn)：線性修正是在功率放大器之前，其插入損耗小；修正算法帶寬限制小。數(shù)字預(yù)失真技術(shù)復(fù)雜度高能提供較好的IMD壓縮，但由于DSP運(yùn)算速度使其帶寬小。笛卡爾反饋復(fù)雜度想對(duì)低，能提供合理的IMD 壓縮，但存在穩(wěn)定性問題且?guī)捪拗圃趲装賙Hz。LINC法將輸入信號(hào)變成2個(gè)恒包絡(luò)信號(hào)，由2個(gè)C類放大器放大，然后合成，但對(duì)元件的漂移敏感。前饋技術(shù)為另一類線性化技術(shù)，他提供了閉環(huán)系統(tǒng)的線性化精度，開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及帶寬。目前僅有前饋技術(shù)才能滿足現(xiàn)代多載波通信基站功率放大器的性能指標(biāo)。前饋技術(shù)起源于“反饋”，應(yīng)該說他是一種老技術(shù)，除了校準(zhǔn)（反饋）是加于輸出之外，概念上是“反饋”，不過是不同的執(zhí)行方法。前饋克服了延遲帶來的影響。他提供了反饋的優(yōu)點(diǎn)，但沒有不穩(wěn)定和帶寬受限的缺點(diǎn)。放大器的輸出應(yīng)用了反饋校準(zhǔn)。由于在輸出校準(zhǔn)，功率電平大，校準(zhǔn)信號(hào)需達(dá)到較高的功率電平，這就需要額外的輔助放大器，而且要求這個(gè)輔助放大器本身的失真特性應(yīng)處在前饋環(huán)系統(tǒng)指標(biāo)的上限。系統(tǒng)內(nèi)不同元件的增益、相位跟蹤準(zhǔn)確度也必須保證，而且要穩(wěn)定。在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，溫度和時(shí)間的校準(zhǔn)精度完全依賴系統(tǒng)內(nèi)各元件的精度。盡管存在這些問題，前饋技術(shù)仍然是最熱門的，因?yàn)樗俏┮荒軡M足寬帶、多載波系統(tǒng)功率放大器的線性化指標(biāo)的有生命力的技術(shù)。商品前饋環(huán)指標(biāo)表明：?jiǎn)我坏那梆伃h(huán)可降低多重環(huán)的多載波系統(tǒng)比開環(huán)降低50dB。本文討論自適應(yīng)前饋線性化技術(shù)的原理、實(shí)現(xiàn)方法及其仿真結(jié)果。
　　圖1所示是基本的前饋環(huán)框圖。未失真的抽樣信號(hào)經(jīng)延遲后與主放大器放大的信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)乃p耦合后在0°～180°合成器中比較。如果主放大器無增益和相位失真，合成器產(chǎn)生零輸出。若主放大器有任何增益和相位失真、壓縮或AM-PM效應(yīng)，合成器輸出端就會(huì)有小的RF誤差信號(hào)，輸入到誤差放大器放大到輸出抽樣信號(hào)的電平，主信號(hào)經(jīng)延遲并補(bǔ)償誤差放大器的延遲后與誤差放大器的輸出合成校準(zhǔn)后輸出。必須強(qiáng)調(diào)，相位與振幅的校準(zhǔn)——加或減，全都在RF下進(jìn)行，而不是在視頻或基帶進(jìn)行。即校準(zhǔn)在最終帶寬內(nèi)進(jìn)行。最終帶寬由系統(tǒng)各種元件的相位、振幅的跟蹤特性決定。

　　這種系統(tǒng)的工作原理很好理解，定量分析則要深入討論，主要包括主功率放大器和誤差功率放大器功率容量的分析，誤差放大器的非線性貢獻(xiàn)；不完善的增益、相位跟蹤特性的影響等。最簡(jiǎn)明的辦法是首先分析主放大器存在增益壓縮和AM-PM轉(zhuǎn)換失真時(shí)連續(xù)波掃描時(shí)環(huán)路的靜態(tài)特性。所謂“靜態(tài)”，定義為在可變包絡(luò)激勵(lì)下，系統(tǒng)的失真特性。