功率放大器自适应线性化系统技术方案

本实用新型专利技术提出功率放大器自适应线性化系统，涉及射频信号放大器线性化技术，包括输入耦合器、预失真芯片、纠正耦合器、功率放大器和反馈耦合器，射频信号经所述输入耦合器分为主信号和采样信号，所述主信号输入纠正耦合器，所述采样信号由所述预失真芯片处理后产生预纠正射频信号，输出至所述纠正耦合器，与所述主信号合路，合路后的射频信号经所述功率放大器输出至所述反馈耦合器，放大后的射频信号由所述反馈耦合器分成输出信号和反馈信号，所述输出信号输出至其他射频系统，所述反馈信号反馈至所述预失真芯片。本实用新型专利技术的功率放大器自适应线性化系统，可有效提高功放的线性，且能耗较低，节约成本、简单易用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及射频信号放大技术，尤其是一种功率放大器自适应线性化系统。
技术介绍
传统的数字信号处理采用数字预失真的方法，其原理为：通过一个预失真元件来和功放元件级联，非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域中，其与放大器展示的失真数量相当，但功能却相反。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。但是，数字预失真系统输出的宽带预校正信号通过整个发射链路传播，并通过反馈路径再次回到数字基带。这样，带宽扩展将增加时钟频率，扩大元件带宽要求，并导致更高的系统功耗，从而加重整个系统的负担；增加的复杂性包括极具挑战性的时钟发生器要求，增加了对多极高频重构滤波器的需求，并需要宽带线性频率上变频器，而且对上变频器后的滤波器的抑制能力要求高，然后滤波器在实现高抑制的同时，插入损耗会增大，进一步影响到系统的效率。综上所述，数字预失真系统对系统元件的要求高，整体功耗高，成本高，而且实现的复杂性高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提出一种功率放大器自适应线性化系统，可有效提升功放的线性，并且可覆盖所有的蜂窝频段及支持各种调制标准。本技术具体采用如下技术方案实现：功率放大器自适应线性化系统，包括输入耦合器、预失真芯片、纠正耦合器、功率放大器和反馈耦合器，射频信号经所述输入耦合器分为主信号和采样信号，所述主信号输入纠正耦合器，所述采样信号由所述预失真芯片处理后与反馈信号作对比产生预校正射频信号，输出至所述纠正耦合器，与所述主信号合路，合路后的射频信号经所述功率放大器输出至所述反馈耦合器，放大后的射频信号由所述反馈耦合器分成输出信号和反馈信号，所述输出信号输出至其他射频系统，所述反馈信号反馈至所述预失真芯片。作为优选，所述输入耦合器与所述预失真芯片之间设有输入信号差分匹配模块，所述输入信号差分匹配模块包括第一巴伦和输入阻抗匹配电路。作为优选，所述纠正耦合器与所述预失真芯片之间设有预失真纠正信号差分匹配模块，所述预失真纠正信号差分匹配模块包括第二巴伦和输出阻抗匹配电路。作为优选，所述反馈耦合器与所述预失真芯片之间设有功率反馈信号差分匹配模块，所述功率反馈信号差分匹配模块包括第三巴伦和反馈阻抗匹配电路。作为优选，还包括电源单元，所述电源单元与所述预失真芯片相连。作为优选，所述输入耦合器和所述纠正耦合器之间还设有延时器。作为优选，所述预失真芯片外部还连接有时钟电路和晶体振荡器。本技术提供的功率放大器自适应线性化系统，其有益效果在于，射频信号在被放大前，利用预失真芯片对射频信号进行预失真处理，再将处理后的射频信号与主信号进行叠加，叠加后射频信号进行功率放大，同时，对放大后的射频输出信号进行采样，采样的输出信号再反馈至预失真芯片，对射频信号预失真处理时进行及时纠正，最终输出所需的射频信号。因此，本技术可有效提高功放的线性，且能耗较低，节约成本、简单易用。附图说明图1是本技术功率放大器自适应线性化系统的系统框图；图2是输入信号差分匹配模块的电路原理图；图3是预失真纠正信号差分匹配模块的电路原理图；图4是功率反馈信号差分匹配模块的电路原理图；图5是预失真芯片的外围电路原理图；图6是电源单元的电路原理图。具体实施方式为进一步说明各实施例，本技术提供有附图。这些附图为本技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1所示，本实施例提供的功率放大器自适应线性化系统，射频信号经输入耦合器分为主信号和采样信号，主信号直接输入纠正耦合器，采样信号输入第一巴伦(巴伦指平衡－不平衡变换器，下同)，进行阻抗转换，在经输入阻抗匹配电路(如图2所示)后输入至预失真芯片。经过预失真处理的采样信号，输出至输出阻抗匹配电路(如图3所示)进行阻抗匹配，然后输入至第二巴伦，进行阻抗转换后的预失真信号输入至纠正耦合器，与主信号进行和叠加耦合。经过预失真的射频信号由功率放大器进行放大，以满足装置的输出功率要求。放大后的由反馈耦合器分成输出信号和反馈信号，输出信号经过合成器、滤波器和双工器处理后由天线输出，反馈信号反馈至第三巴伦进行阻抗转换，然后输出至反馈阻抗匹配电路(如图4所示)进行阻抗匹配，反馈信号最后输入至预失真芯片，以便于对射频信号预失真处理时进行及时的纠正。改变图2、图3和图4中电感、电容及巴伦的型号，本实施例可应用在不同的工作频段，一般分成如下四个频段：225～520MHz，520～1040MHz，1800～2200MHz，2300～2800MHz，3300-3800MHz。如果是微波频段或FM频段的应用，可本实施例的基础之上加入相应的变频电路，使本实施例作为中频处理模块使用，预失真功能也能正常运行。本实施例应用在低功率(<5～10W)线性功放时，无须加入外部延时器，采用直通方式就可以得到好的性能；当应用在记忆效应比较严重的功放时，优选延时6ns左右的外部延时器；当应用在大部分Doherty功放和高线性功放时，优选时延约为4ns左右的外部延时器。如图5所示，本实施例的预失真芯片采用MaximIntegrated公司提供的SC1894芯片，结合外部时钟和晶体振荡器，晶振频率在20MHZ。亦可采用SC1887或SC1889或SC1869芯片，也能达到预期效果。如图6所示，本实施例的电源单元为预失真芯片提供所需的1.8V及3.3V直流电压。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本技术的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本技术做出各种变化，均为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率放大器自适应线性化系统，其特征在于，包括输入耦合器、预失真芯片、纠正耦合器、功率放大器和反馈耦合器，射频信号经所述输入耦合器分为主信号和采样信号，所述主信号输入纠正耦合器，所述采样信号由所述预失真芯片处理后与反馈信号作对比产生预校正射频信号，输出至所述纠正耦合器，与所述主信号合路，合路后的射频信号经所述功率放大器输出至所述反馈耦合器，放大后的射频信号由所述反馈耦合器分成输出信号和反馈信号，所述输出信号输出至其他射频系统，所述反馈信号反馈至所述预失真芯片。

【技术特征摘要】
1.一种功率放大器自适应线性化系统，其特征在于，包括输入耦合器、预失真芯片、纠正耦合器、功率放大器和反馈耦合器，射频信号经所述输入耦合器分为主信号和采样信号，所述主信号输入纠正耦合器，所述采样信号由所述预失真芯片处理后与反馈信号作对比产生预校正射频信号，输出至所述纠正耦合器，与所述主信号合路，合路后的射频信号经所述功率放大器输出至所述反馈耦合器，放大后的射频信号由所述反馈耦合器分成输出信号和反馈信号，所述输出信号输出至其他射频系统，所述反馈信号反馈至所述预失真芯片。2.根据权利要求1所述的功率放大器自适应线性化系统，其特征在于：所述输入耦合器与所述预失真芯片之间设有输入信号差分匹配模块，所述输入信号差分匹配模块包括第一巴伦和输入阻抗匹配电路。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄峰，
申请(专利权)人：厦门市合佳兴电子有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35