一种ROF激光器的预失真电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种ROF激光器的预失真电路及方法，通过共栅放大器与增益倍增的结构实现激光器的预失真的功能。共栅放大器由第一NMOS晶体管Q1，第二NMOS晶体管Q2和第三NMOS晶体管Q3三只NMOS晶体管组成，其中第三NMOS晶体管Q3工作在饱和区，而第二NMOS晶体管Q2工作在亚阈值区，用来补偿晶体管第三NMOS晶体管Q3产生的非线性。第二NMOS晶体管Q2和第三NMOS晶体管Q3可以近似看成线性通路。第一MOS晶体管Q1同样工作在亚阈值区，通过推挽放大器的增益来控制第一NMOS晶体管Q1的三阶非线性的大小，第三NMOS晶体管Q3管作为整个预失真的非线性通路。整个预失真电路简单、面积小、功耗低、集成度高。

【技术实现步骤摘要】
一种ROF激光器的预失真电路及方法
本专利技术涉及一种简单的应用于ROF激光器的预失真电路，属于信息传输

技术介绍
射频光纤即ROF(RadioOverFiber)技术是一种利用射频或中频信号调制光波并通过光波进行传输的信息传输技术。由于利用光纤传输射频信号具有信道稳定、损耗低、带宽大、不受电磁干扰、无辐射、重量轻、易于安装维护等优点，因此ROF技术在移动通信、舰船通信、射电天文、医学影像等领域得到了广泛的应用。最近量子通信获得国家的高度关注，而ROF技术是其能够广泛应用的重要保障。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术是为了解决激光器自身的非线性对整个ROF系统的信号收发造成的影响，本专利技术提供一种ROF激光器的预失真电路及方法，本专利技术采用工作在亚阈值状态的MOS具有与激光器相反的非线性，通过反馈电路来控制晶体管的非线性实现对激光器非线性的补偿。整个预失真电路简单、面积小、功耗低、集成度高。技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种ROF激光器的预失真电路，包括单级共栅放大器、T型偏置器、增益倍增放大器，其中：所述单级共栅放大器主要由第一NMOS晶体管Q1、第二NMOS晶体管Q2、第三NMOS晶体管Q3、第六NMOS晶体管Q6和第一电阻R1组成，所述第一NMOS晶体管Q1的漏极、第二NMOS晶体管Q2的漏极、第三NMOS晶体管Q3的漏极均与第六NMOS晶体管Q6的源极连接，而所述第二NMOS晶体管Q2的源极、第三NMOS晶体管Q3的源极均与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第六NMOS晶体管Q6的漏极与第一电阻R1的一端连接，而第一电阻R1的另一端接电源Vdd，所述第六NMOS晶体管Q6的栅极接电源Vdd，所述第三NMOS晶体管Q3的栅极接第一电压V1，第二NMOS晶体管Q2的栅极接第二电压V2，所述第一NMOS晶体管Q1的栅极通过第二电阻R3接第二电压V2。所述T型偏置器包括第一电容C1和第一电感L1，所述第一电容C1一端接输入信号RFin，另一端接第一NMOS晶体管Q1的源极，而所述第一电感L1一端接地，，另一端接第一NMOS晶体管Q1的源极。所述增益倍增放大器主要由第四PMOS晶体管Q4、第五NMOS晶体管Q5以及第二电阻R2组成，所述第五NMOS晶体管Q5的栅极通过第二电容C2与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第五NMOS晶体管Q5的源极接地，而所述第五MOS晶体管Q5的漏极与第四PMOS晶体管Q4的漏极连接，所述第四PMOS晶体管Q4的栅极与第五NMOS晶体管Q5的栅极连接，所述第四PMOS晶体管Q4的源极接控制电压Vc；所述第二电阻R2的一端与第五NMOS晶体管Q5的栅极连接，另一端与第五NMOS晶体管Q5的漏极连接，所述第五NMOS晶体管Q5的漏极通过第四电容C4与第一NMOS晶体管Q1的栅极连接。一种ROF激光器的预失真电路的预失真方法：所述第二电容C2、第四电容C4的作用是将输入信号RFin耦合到增益倍增放大器的栅极以及将增益倍增放大器的输出耦合到第一NMOS晶体管Q1的栅极。第一电阻R1是单级共栅放大器的漏极负载。第三NMOS晶体管Q3工作在饱和区，第二NMOS晶体管Q2工作在亚阈值区，对第三NMOS晶体管Q3进行三阶线性补偿，使得这两个管子的整体工作在线性度较高的状态。第一MOS晶体管Q1也工作在亚阈值区，第二NMOS晶体管Q2和第三NMOS晶体管Q3作为是线性路径，而第一NMOS晶体管Q1非线性路径。通过控制电压Vc调节增益倍增放大器的增益。优选的：假设第一MOS晶体管Q1这个工作在亚阈值区的晶体管的传输方程表示为：io＝g1vin+g2vin2+g3vin3式中，io表示输出的信号电流，g1表示泰勒级数展开的一阶系数，g2表示泰勒级数展开的二阶系数，g3表示泰勒级数展开的三阶系数，vin表示输入信号；结合增益倍增放大器，那么输出就变成下式：io＝(1+A)g1vin+(1+A)2g2vin2+(1+A)3g3vin3式中，A表示增益倍增放大器的增益。有益效果：本专利技术相比现有技术，具有以下有益效果：采用单级共栅放大器，结构简单，版图占用面积小。通过调节Vc来控制增益倍增放大器的增益，进而调节整个预失真电路的三阶非线性，原理简单，电路性能稳定。附图说明图1传统预失真结构框图图2是本专利技术电路的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，现有的预失真电路采用多路径结构，它们通过将输入信号通过功分器进行分解，然后将分解的信号分别通过线性通路还有非线性通路。线性通路需要电延时线，使得信号通过线性通路和非线性通路的时间相同。为了转换非线性通路的相位，在非线性通路还需要相移器。版图占用面积大，结构非常复杂。如图2所示，本专利技术使用预失真电路。电路结构简单，能够有效地实现激光器的预失真。本专利技术的一种ROF激光器的预失真电路是基于MOS晶体管自身非线性来实现的。同时，由于共栅放大器本身具有很大的带宽，该预失真电路可以在较大的带宽下工作。主要包括包括一个单级共栅放大器、T型偏置器、一个推挽放大器作为增益倍增放大器。本专利技术中共栅放大器由晶体管Q1，Q2，Q3，Q6和R1组成。L1和C1采用外接的Bias-Tee来实现匹配。C2，C4的作用是将输入信号耦合到推挽放大器的栅极以及将推挽放大器的输出耦合到Q1管的栅极。R1是共栅放大器的漏极负载。其中Q3管工作在饱和区，Q2管工作在亚阈值区，对Q3管进行三阶线性补偿，使得这两个管子的整体工作在线性度较高的状态。这里Q2和Q3管可以认为是线性路径。Q1管也工作在亚阈值区。可以认为Q1管是非线性路径。Q4，Q5，R2组成的增益倍增放大器结构，用来驱动Q1晶体管。通过Vc调节由Q4，Q5，R2组成的推挽放大器的增益。所述单级共栅放大器主要由第一NMOS晶体管Q1、第二NMOS晶体管Q2、第三NMOS晶体管Q3、第六NMOS晶体管Q6和第一电阻R1组成，所述第一NMOS晶体管Q1的漏极、第二NMOS晶体管Q2的漏极、第三NMOS晶体管Q3的漏极均与第六NMOS晶体管Q6的源极连接，而所述第二NMOS晶体管Q2的源极、第三NMOS晶体管Q3的源极均与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第六NMOS晶体管Q6的漏极与第一电阻R1的一端连接，而第一电阻R1的另一端接电源Vdd，所述第六NMOS晶体管Q6的栅极接电源Vdd，所述第三NMOS晶体管Q3的栅极接第一电压V1，第二NMOS晶体管Q2的栅极接第二电压V2，所述第一NMOS晶体管Q1的栅极通过第二电阻R3接第二电压V2。所述T型偏置器包括第一电容C1和第一电感L1，所述第一电容C1一端接输入信号RFin，另一端接第一NMOS晶体管Q1的源极，而所述第一电感L1一端接地，，另一端接第一MOS晶体管Q1的源极。所述增益倍增放大器主要由第四PMOS晶体管Q4、第五NMOS晶体管Q5以及第二电阻R2组成，所述第五NMOS晶体管Q5的栅极通过第二电容C2与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第五NMOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ROF激光器的预失真电路，其特征在于：包括单级共栅放大器、T型偏置器、增益倍增放大器，其中：所述单级共栅放大器主要由第一NMOS晶体管Q1、第二NMOS晶体管Q2、第三NMOS晶体管Q3、第六NMOS晶体管Q6和第一电阻R1组成，所述第一NMOS晶体管Q1的漏极、第二NMOS晶体管Q2的漏极、第三NMOS晶体管Q3的漏极均与第六NMOS晶体管Q6的源极连接，而所述第二NMOS晶体管Q2的源极、第三NMOS晶体管Q3的源极均与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第六NMOS晶体管Q6的漏极与第一电阻R1的一端连接，而第一电阻R1的另一端接电源Vdd，所述第六NMOS晶体管Q6的栅极接电源Vdd，所述第三NMOS晶体管Q3的栅极接第一电压V1，第二NMOS晶体管Q2的栅极接第二电压V2，所述第一NMOS晶体管Q1的栅极通过第二电阻R3接第二电压V2；所述T型偏置器包括第一电容C1和第一电感L1，所述第一电容C1一端接输入信号RF

【技术特征摘要】
1.一种ROF激光器的预失真电路，其特征在于：包括单级共栅放大器、T型偏置器、增益倍增放大器，其中：所述单级共栅放大器主要由第一NMOS晶体管Q1、第二NMOS晶体管Q2、第三NMOS晶体管Q3、第六NMOS晶体管Q6和第一电阻R1组成，所述第一NMOS晶体管Q1的漏极、第二NMOS晶体管Q2的漏极、第三NMOS晶体管Q3的漏极均与第六NMOS晶体管Q6的源极连接，而所述第二NMOS晶体管Q2的源极、第三NMOS晶体管Q3的源极均与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第六NMOS晶体管Q6的漏极与第一电阻R1的一端连接，而第一电阻R1的另一端接电源Vdd，所述第六NMOS晶体管Q6的栅极接电源Vdd，所述第三NMOS晶体管Q3的栅极接第一电压V1，第二NMOS晶体管Q2的栅极接第二电压V2，所述第一NMOS晶体管Q1的栅极通过第二电阻R3接第二电压V2；所述T型偏置器包括第一电容C1和第一电感L1，所述第一电容C1一端接输入信号RFin，另一端接第一NMOS晶体管Q1的源极，而所述第一电感L1一端接地，，另一端接第一NMOS晶体管Q1的源极；所述增益倍增放大器主要由第四PMOS晶体管Q4、第五NMOS晶体管Q5以及第二电阻R2组成，所述第五NMOS晶体管Q5的栅极通过第二电容C2与第一NMOS晶体管Q1的源极连接，所述第五NMOS晶体管Q5的源极接地，而所述第五NMOS晶体管Q5的漏极与第四PMOS晶体管Q4的漏极连接，所述第四PMOS晶体管Q4的栅极与第五NMOS晶体管Q5的栅极连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：范忱，王志功，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32