通信技術(shù)從1G演變到現(xiàn)在的5G，和即將登場(chǎng)的6G，信號(hào)帶寬越來(lái)越寬，調(diào)制方式越來(lái)越復(fù)雜，峰均比越來(lái)越高，隨之帶來(lái)的功放線性化技術(shù)要求越來(lái)越高。

本文來(lái)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(jiǎn)單最有效的線性化技術(shù)。



回退是以犧牲效率為代價(jià)的，這種技術(shù)適用于沒(méi)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(lái)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(lái)說(shuō)，負(fù)反饋可以提升10dB左右的線性。

但是由于負(fù)反饋會(huì)造成延時(shí)，同時(shí)可能會(huì)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(gè)環(huán)路實(shí)現(xiàn)功放非線性的前向通路補(bǔ)償，這兩個(gè)環(huán)路分別是信號(hào)消除環(huán)和失真消除環(huán)，信號(hào)消除環(huán)利用延遲后的原始輸入信號(hào)減去衰減的主放大器放大信號(hào)，以得到主放大器的失真信號(hào)，失真消除環(huán)將失真信號(hào)放大后，對(duì)主放大器的放大信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，從而得到原輸入信號(hào)的線性放大輸出信號(hào)。

前饋線性化技術(shù)不會(huì)降低功放增益，增益帶寬與實(shí)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(guò)程與系統(tǒng)延遲信號(hào)無(wú)關(guān)，不存在負(fù)反饋技術(shù)那樣的穩(wěn)定性的問(wèn)題，因此前饋線性化技術(shù)無(wú)條件穩(wěn)定，線性化改進(jìn)可以多級(jí)實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)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(duì)電路的幅度和相位延時(shí)要求非常高，電路設(shè)計(jì)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(duì)信號(hào)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(hào)經(jīng)過(guò)放大器之后，輸出信號(hào)將與原信號(hào)成正比放大關(guān)系。



此種技術(shù)簡(jiǎn)單，但是線性化效果一般，同時(shí)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(gè)dB，可以用技術(shù)補(bǔ)償。

數(shù)字預(yù)失真

數(shù)字預(yù)失真前文有詳細(xì)講過(guò)，此技術(shù)最難的在于實(shí)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(kāi)放，讓很多沒(méi)有DPD技術(shù)的公司看到了機(jī)會(huì)。



總結(jié)

線性化技術(shù)對(duì)于發(fā)射機(jī)至關(guān)重要，數(shù)字預(yù)失真也慢慢變得沒(méi)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(huì)。





審核編輯：劉清